基于离散元法的船式拖拉机弧形轮叶驱动性能研究

船式拖拉机在水田作业时,其行驶驱动力主要来源于驱动叶轮轮叶与土壤间的相互作用.为了降低船式拖拉机行驶过程中的功率损失,采用弧形轮叶来优化叶轮的驱动效率,并构建了弧形轮叶—土壤的离散元模型,通过比较弧形单轮叶在不同幅角、厚度、驱动面倾角下受到的土壤作用力(推进力和支撑力)及作业过程中不同参数的弧形轮叶与土壤流动之间的关系,以叶轮驱动效率为参考指标,对弧形轮叶结构参数进行优化.研究结果表明:当辐角为18°、厚度为8mm、驱动面倾角为6°时,轮叶驱动效率达到最大,为61.23％,相比原始直面轮叶提高了31.11％,比课题组优化得到的直面轮叶驱动效率提升了8.49％,叶轮驱动性能获得了明显提升.