基于离散元法的立式旋耕刀关键参数分析与优化

来源：中国农机化学报杂志2026年第6期北京时间：

作者：胡俊诚, 唐琦军, 吴佳朋, 张大庆, 吴志立

单位：1. 湖南农业大学机电工程学院，长沙市，410128； 2. 山河智能装备股份有限公司，长沙市，410131

摘要：为研究立式旋耕刀结构参数和工作参数对旋耕性能的影响，利用EDEM软件建立立式旋耕刀—土壤的离散元模型，将耕作土壤分为耕作层、犁底层和心土层建模，设置3层不同土壤之间、土壤和旋耕刀之间的恢复系数、静摩擦系数和动摩擦系数的数值，使其能更接近现实土壤条件。通过单因素仿真试验发现，立式旋耕刀扭矩和所需功率与前进速度、转速和刀具折弯角呈现正相关关系；立式旋耕刀碎土率与转速、刀具折弯角呈现正相关关系，与前进速度呈现负相关关系。通过正交试验法，建立立式旋耕刀前进速度、转速和刀具折弯角对其所受扭矩、功率及碎土率影响的预测模型。以减功提效为目的，通过响应面分析和预测模型对前进速度、转速和刀具折弯角参数进行优选和分析。结果表明，当前进速度为1 m/s、转速为309.82 r/min、刀具折弯角为4.29°时，立式旋耕刀的扭矩为295.7 N · m，功率为9.60 kW，碎土率为86.25%，效果最优。

关键词：立式旋耕刀,离散元法,正交试验,EDEM

基金资助：湖南省科技创新计划资助（2023NK2009）