油菜直播机开沟犁体曲面优化与试验

来源：农业机械学报杂志2015年第1期北京时间：

作者：张青松,廖庆喜,汲文峰,刘宏博,周 洋,肖文立

单位：华中农业大学,华中农业大学,华中农业大学,华中农业大学,华中农业大学,华中农业大学,

摘要：为减小油菜直播机开畦沟系统牵引阻力并分析机组不同作业速度对牵引阻力影响的规律，开展了开畦沟犁体曲面参数与作业速度的试验研究。建立了EDEM离散元土壤仿真模型，以犁体牵引阻力为试验指标分别开展以铧刃起土角、导曲线开度、直元线起始角、直元线最大角及作业速度为试验因素的试验；构建了犁体曲面优化模型，并开展了犁体曲面的3D打印及试制加工。仿真试验结果表明：在试验范围内，牵引阻力随铧刃起土角增大而减小，分别随导曲线开度、直元线起始角、直元线最大角增大而增大，随作业速度的增大而急剧增大，作业速度从1.0m/s增加到2.0m/s，牵引阻力及功耗分别为前者的1.98倍及3.97倍；仿真优化结果表明：当犁体在一定工作参数条件下，铧刃起土角为15°，导曲线开度为190mm，直元线起始角为35°，直元线最大角为40°时，犁体牵引阻力最小为24111N，比优化前减少11.26%。为考察优化犁体实际田间作业效果，对犁体进行3D打印及试制加工并与原有犁体进行田间对比试验，结果表明优化犁体作业的畦沟沟底大块土垡少，残留土壤质量减少62.87%，沟底干净，T型沟明显。

关键词：油菜直播机 开沟犁体 曲面优化

基金资助：国家自然科学基金资助项目（51275197、51105161）、“十二五”国家科技支撑计划资助项目（20013BAD08B02）、国家油菜产业技术体系专项资助项目（CARS-13）、中央高校基本科研业务费资助项目（2014PY033）和武汉市高新技术产业科技创新团队项目（2014070504020240）