基于离散元法的移动式开沟器秸秆扰动规律研究#br#

来源：中国农机化学报杂志2025年第7期北京时间：

作者：张婧, 宋成友, 张志星, 李娟莉, 李博

单位：（1. 太原理工大学创新创业学院（工程训练中心），太原市，030024； 2. 太原理工大学机械工程学院，太原市，030024； 3. 山西棠棣科技有限公司，太原市，030032）

摘要：针对移动式开沟器免耕过程中易被秸秆拥堵的现象，建立开沟器—秸秆—土壤离散元模型，分析开沟器—秸秆—土壤之间的相互作用机理。通过单因素试验确定秸秆覆盖量、作业速度、作业深度、横向间距和纵向间距等因素对秸秆位移的影响规律；建立土壤—秸秆的碰撞模型，分析两者之间的相互作用力；以沟型截面积和动土率为试验指标，分析开沟器对土壤的微观扰动及宏观扰动行为。结果表明：在各项因素条件下，开沟器都对秸秆位移产生影响，其中水平位移扰动影响最大，其次是侧向位移，最后是垂直位移；水平位移随秸秆覆盖量的增加而减小，随作业速度的增加一直增加，随横向间距和作业深度的增加先减少后增加，随纵向间距的增加而减小；土壤颗粒的等速度分布曲线不仅接近切土刃口弧线，还接近秸秆速度分布曲线；前排开沟器和后排开沟器的沟型截面积相对误差分别为2.48%、5.2%，动土率相对误差分别为0.27%、5.14%。为移动式开沟器的防堵机理提供理论依据。

关键词：移动式开沟器,免耕播种,离散元仿真,秸秆位移,土壤扰动

基金资助：山西省重点研发计划项目（202302140601013）；山西省教育教学改革创新项目（J20230196）