基于SolidWorks Simulation的旋耕刀有限元分析与优化

本文对微耕机的弯形旋耕刀进行了机构分析，建立了旋耕刀的三维模型，基于SolidWorks Simulation有限元分析平台对旋耕刀的应力、位移和应变进行分析。结果表明：在距离刀辊轴最远的刀尖处出现了最大变形量，表面旋耕刀正切刃处的刚度最差，在旋耕刀的刀柄与刀背圆滑过渡连接处出现最大应力集中和最大应变，这与旋耕刀实际工况中产生的刀片弯曲变形或断裂实效的情况一致，验证了有限元分析指导旋耕刀设计生产的可靠性。与此同时，在有限元分析的基础上对旋耕刀结构进行优化设计，采取加厚刀柄和刀背压凹的方式，在不增加刀具质量和现有输出能耗的前提下，大幅度减小了刀具应力集中的产生，从根本上大大减少了刀具断裂频率，延长了刀具使用寿命。