新型锐角开沟器的设计及数值模拟

针对锐角开沟器土壤扰动大的问题,根据旗鱼头部轮廓曲线设计了3种新型锐角开沟器(仿生旗鱼型、圆弧型和斜线型开沟器).选择土壤含水率(12±1)%、2种开沟深度(30、90mm),利用离散元法(DEM)对3种开沟器的工作阻力和土壤扰动进行仿真分析,并进行土槽试验.试验与仿真结果对比表明:各项误差值均在合理范围内,验证了EDEM软件模拟开沟器作业的可行性和准确性.最后选定在开沟深度60mm时,3种类型开沟器、3种土壤含水率为因素进行9种工况下的仿真分析.结果表明:在一定深度情况下,3种开沟器的工作阻力均随含水率的增加而增大;而在含水率变化的情况下,开沟器对土壤扰动(扰动宽度、回土深度)变化不明显.仿生旗鱼型开沟器所受工作阻力和对土壤扰动最小.通过离散元仿真和试验分析,为开沟器的设计提供一种可行的方法,并可为开沟器的设计与优化提供理论依据.