林地开沟机刀具优化设计与试验

来源：中国农机化学报杂志2024年第3期北京时间：

作者：陈雨丰, 廖凯, 陈飞, 牛贺贺

摘要：针对林地开沟条件恶劣、开沟困难的情形，设计一种开沟刀，对设计的开沟刀进行切削土壤研究与参数优化。利用LSDYNA建立开沟刀—土壤切削有限元模型，得到开沟刀土壤切削过程等效应力、切削阻力以及切削能耗的变化规律。以平均切削阻力为指标，建立正交仿真试验，探究刀片厚度、刃倾角和刀片切削速度对平均切削阻力的影响。正交仿真试验结果表明：平均切削阻力最小时的最优参数组合为刀片厚度6 mm，刃倾角45°，刀片切削速度2 m/s；各因素影响平均切削阻力的顺序为刀片切削速度>刀片厚度>刃倾角。对优化后的开沟刀进行静力学分析，刀具的强度与刚度满足要求。林地试验开沟刀切削阻力平均值为232.6 N，试验值与仿真值误差为7.1%，表明开沟刀—土壤切削模型可用于开沟刀参数优化。

关键词：林地开沟机,开沟刀,有限元分析,正交试验

基金资助：湖南省重点研发计划资助项目（2018NK2065、2021NK2023）