扈伟昊，杨发展，赵国栋，林云龙，黄珂

(青岛理工大学机械与汽车工程学院，山东青岛，266520)

0 引言

立式旋耕与传统卧式旋耕相比具有更深的作业深度、更大的作业幅宽和更快的作业速度，其可有效的破碎土壤、混匀前茬、降低犁底层高度、提高土壤蓄水保墒能力，具有耕后地表平整且不打乱耕层结构、一次耕作即可满足土壤播前要求、有利于抢农时等优点[1]，这些优点使得立式旋耕在国家提倡保护性作业的背景下应用越来越多。立式旋耕作业过程中，立式旋耕刀的工作参数如前进速度、刀具转速、耕深对自身受力和作业效果有很大影响。

国内学者关于立式旋耕方面的研究多集中于立式旋耕机结构、刀具排列及耕后土壤性状对作物的影响等方面，而对立式旋耕工作参数的研究较少。刘芳建等就立式旋耕机的整机架构和刀片结构参数进行了分析，得到了不产生抗土现象时刀具内折弯角的临界值；张敏等[2]发现旋耕刀72°等分角安装方式与常规90°等分安装方式相比运动轨迹相似，但受到的冲击载荷更小，整机受力更平稳，使用寿命更长；聂胜委等[3]研究了立式旋耕对土壤紧实度的影响，通过试验发现，立式旋耕能降低小麦拔节期、灌浆期10 cm的土壤紧实度，同时立式旋耕处理的小麦连续两年产量增幅都较大，氮肥的农学效率和偏生产力均有显著提升。离散元法(discrete element method, DEM)是一种适用于不连续介质力学行为预测的方法，其最初应用于岩石边坡的运动分析，经过数十年的发展已广泛应用于各个领域[4-6]。……