基于LS-DYNA的沙柳锯切仿真分析及试验研究

为解决沙柳平茬作业中,因刀具结构不合理和工作参数不匹配造成的功耗大、刀具发热严重、茬口灼伤以及撕皮撕裂等问题,研究基于LS-DYNA建立沙柳圆锯片锯切显式动力学有限元模型,通过锯切单因素试验确定刀具结构参数(齿数、齿厚)和工作参数(转速、每齿进给量)范围,采用正交试验对参数进行优化组合,并测定了沙柳实际锯切过程中的转矩和功耗,验证了仿真结果的可靠性。结果表明:较优的参数组合为齿数80 T、齿厚2.0 mm、转速1 500 r/min、每齿进给量0.22 mm,该组合下锯切转矩为7.41 N·m,功耗为1 412 J;该刀具参数下锯切试验测得转矩为7.55 N·m,功耗为1 514 J,分别与数值模拟结果相差1.9%和7.2%。经综合评判优化的参数组合有效,且沙柳茬口质量满足复壮要求。