靳文停，葛宜元, 2，樊文武，马浏轩, 2，李文龙，杨荣敏

(1. 佳木斯大学机械工程学院，黑龙江佳木斯，154007； 2. 佳木斯博发农业机械研究有限公司，黑龙江佳木斯，154007)

0 引言

稻田机械除草是一种绿色环保、省时省力的控草方式，具有降低农药用量、提高水稻产量、改善土壤物理结构等优点[1-4]。由于稻田环境复杂、土壤特性多变，及缺少稻田株间除草部件在不同作业环境、不同作业参数下与土壤互作的研究分析，很难保证株间除草效果[5-7]。

目前，国内外学者针对农业机械—土壤互作问题广泛应用虚拟仿真方法。齐龙等[8]运用ANSYS软件对水田耙压式行间除草轮与土壤互作过程进行模拟，探究了土壤种类、水层深度及除草轮转速对耦合应力和土壤扰动率的影响。王凯[9]运用有限元法模拟了踩踏式水田除草机器人踩踏过程，得到移动速度、前倾角和水层深度对除草性能的影响。Tian等[10]运用离散元法模拟分析了水田除草轮与土壤的相互作用过程，得到了入土深度、除草轮转速和机器前进速度对扭矩和土壤扰动率的影响规律，并通过土槽及田间试验验证了仿真试验结果的准确性。Bentaher等[11]采用三维重建结合有限元法，模拟了犁体切削土壤过程，仿真结果表明犁体最佳工作角度为22°。

综上所述，运用虚拟仿真方法对农业机械—土壤互作问题进行研究是切实可行的。本文针对倒V型株间除草装置采用联合建模有限元虚拟仿真，对除草爪与土壤—水耦合模型互作过程进行模拟，通过正交试验及优化设计得到最优参数组合，最后，通过室内试验验证该装置除草性能，以期提高稻田株间机械除草效果，加快推进稻田除草机械化进程。……