基于光滑粒子流体动力学的旋耕切土数值模拟

为明确ⅠT245型旋耕刀(刀座式)切割重黏土过程，基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法对旋耕刀–土壤进行建模，运用ANSYS/LS–DYNA软件进行仿真，分析单个旋耕刀在刀盘转速200 r/min、机具前进速度0.6 m/s、耕深0.12 m工况下的切土扭矩情况，仿真平均扭矩为5.84 N?m，以库伦定理和朗肯土压力理论为依据计算的理论平均扭矩为6.42 N?m，二者误差为8.98%。分别使用理论方法和有限元方法，以机具前进速度、刀盘转速和耕深为影响因素，以比功为评价指标，进行正交旋转组合试验，得到旋耕比功与机具前进速度、刀盘转速及耕深的回归方程，表明在符合农艺要求的情况下，应尽可能选择较大的机具前进速度和耕深，较小的刀盘转速。