基于离散元的棉田仿生减阻犁体设计与试验

来源：中国农机化学报杂志2024年第2期北京时间：

作者：刘进宝, 郑炫, 杨怀君, 李帆, 王子龙, 张鲁云

摘要：针对当前铧式犁在棉田土壤犁耕作业过程中易黏附、阻力大、能耗高等问题,立足两种典型棉田土壤,以犁体、棉田土壤和两者之间的相互作用为研究对象,提出犁体曲面模型优化和表面结构仿生相结合的方法。以穿山甲体表的鳞片三角圆弧状结构和蜣螂体表的凸包结构相结合作为仿生原型,研制一种棉田仿生脱附减阻犁体,分别对两种棉田土壤的物理和化学特性进行试验测定并建立离散元模型。进行传统犁体与仿生犁体的耕作过程仿真与试验,在1号土样中仿生犁体相对传统犁体减阻5.4%,土壤减粘性能提升44.15%;在2号土样中仿生犁体相对传统犁体减阻7.8%,土壤减粘性能提升45.49%,研究结果表明仿生犁体对棉田土壤减粘降阻效果明显。

关键词：农业机械,棉田土壤,仿生犁体,离散元,抗黏减阻

基金资助：新疆兵团区域创新引导计划（2021BB015）;第八师石河子市中青年科技创新骨干人才（2021RC01）;新疆农垦科学院院级科技计划项目（2020YJ012）