陳雨豐 廖凱 陳飛 牛賀賀

摘要：針對林地開溝條件惡劣、開溝困難的情形，設(shè)計(jì)一種開溝刀，對設(shè)計(jì)的開溝刀進(jìn)行切削土壤研究與參數(shù)優(yōu)化。利用LS-DYNA建立開溝刀—土壤切削有限元模型，得到開溝刀土壤切削過程等效應(yīng)力、切削阻力以及切削能耗的變化規(guī)律。以平均切削阻力為指標(biāo)，建立正交仿真試驗(yàn)，探究刀片厚度、刃傾角和刀片切削速度對平均切削阻力的影響。正交仿真試驗(yàn)結(jié)果表明：平均切削阻力最小時(shí)的最優(yōu)參數(shù)組合為刀片厚度6 mm，刃傾角45°，刀片切削速度2 m/s；各因素影響平均切削阻力的順序?yàn)榈镀邢魉俣?刀片厚度>刃傾角。對優(yōu)化后的開溝刀進(jìn)行靜力學(xué)分析，刀具的強(qiáng)度與剛度滿足要求。林地試驗(yàn)開溝刀切削阻力平均值為232.6 N，試驗(yàn)值與仿真值誤差為7.1%，表明開溝刀—土壤切削模型可用于開溝刀參數(shù)優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：林地開溝機(jī)；開溝刀；有限元分析；正交試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：S222.2? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：2095-5553 （2024） 03-0038-06

Optimum design and test of cutting tools for forest ditcher

Chen Yufeng， Liao Kai， Chen Fei， Niu Hehe

（School of Mechanical and Electrical Engineering， Central South University of Forestry andTechnology， Changsha， 410004， China）

Abstract：

In view of the poor ditching conditions and difficult ditching of forest land， a ditching knife was designed， and the cutting soil and parameter optimization of the designed ditching knife were carried out. The finite element model of trench cutter-soil cutting was established by LS-DYNA， and the variation laws of equivalent stress， cutting resistance and cutting energy consumption in the soil cutting process of trench cutter were obtained. Taking the average cutting resistance as the index， the orthogonal simulation experiment was established to explore the influence of blade thickness， blade angle and blade cutting speed on the average cutting resistance. The orthogonal simulation results showed that the optimal parameter combination with the minimum average cutting resistance was blade thickness of 6 mm， blade inclination angle of 45°， and blade cutting speed of 2 m/s. The order of factors affecting the average cutting resistance was blade cutting speed > blade thickness > blade inclination. The static analysis of the optimized trench cutter showed that the strength and stiffness of the cutter met the requirements. The average cutting resistance of the ditching cutter in the forest land test is 232.6 N， and the error between the test value and the simulation value is 7.1%， indicating that the ditching cutter-soil cutting model can be used to optimize the ditching cutter parameters.

Keywords：ditching shovel; ditching knife; finite element; orthogonal test

0 引言

我國林業(yè)資源十分豐富［1］，其中經(jīng)濟(jì)林木不少于1000種，廣泛種植的有100多種［2］。經(jīng)濟(jì)林是林業(yè)資源的重要組成部分，為了提高林果的產(chǎn)量和品質(zhì)，需對經(jīng)濟(jì)林木進(jìn)行開溝施肥作業(yè)。由于我國林業(yè)撫育類機(jī)械起步較晚，發(fā)展較為緩慢，機(jī)械化程度整體水平低，目前經(jīng)濟(jì)林開溝主要依賴人工完成，工作效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。

經(jīng)濟(jì)林一般種植于丘陵山區(qū)，地勢高低起伏較大，草木茂盛，地面雜草、石塊、樹枝等障礙物較多，地下有草根、樹根，開溝條件惡劣，開溝難度大，對開溝刀土壤切削性能以及耐磨損性要求高。

開溝刀是開溝機(jī)進(jìn)行開溝作業(yè)的關(guān)鍵部件，通過對設(shè)計(jì)的開溝刀建立土壤切削有限元模型，并進(jìn)行切削土壤過程的仿真分析，研究開溝刀具與土壤之間的切削作用機(jī)理，以此指導(dǎo)開溝機(jī)刀具設(shè)計(jì)。

近年來利用數(shù)值模擬法研究土壤切削問題取得了較大進(jìn)展。Yong等［3］利用二維有限元方法對寬齒耕具的耕作過程進(jìn)行模擬，得出土壤中的應(yīng)力分布和變形情況，并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。Chi等［4］采用三維有限元方法模擬窄齒耕具的土壤切削過程，得到土壤和耕作部件之間的相互用力。Karmakar等［5］采用CFD模擬耕作部件高速切削土壤的動(dòng)態(tài)變化過程，得到土壤大變形的實(shí)際情況，并分析得出土壤模型失效面的位置。鐘一等［6］基于ANSYS的LS-DYNA進(jìn)行松材線蟲疫木樹蔸銑削過程的仿真計(jì)算，構(gòu)建出平均切削阻力與切削刃后角、楔角、線速度間的關(guān)系模型，并優(yōu)化刀具參數(shù)。夏俊芳等［7］利用LS-DYNA對螺旋刀輥土壤切削過程進(jìn)行模擬，得出螺旋刀輥切削土壤的功率、切削阻力以及等效應(yīng)力的變化規(guī)律。韓煜杰等［8］基于SPH法對立式旋耕刀進(jìn)行有限元?jiǎng)討B(tài)仿真，對三種不同螺旋線型的刀片進(jìn)行對比分析，得到切削功率最小的刀片結(jié)構(gòu)并進(jìn)行田間試驗(yàn)驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果表明優(yōu)化后的刀片結(jié)構(gòu)達(dá)到減阻降耗的目的。劉謙文等［9］利用ANSYS/LS-DYNA，采用單元組合法，對旋耕彎刀切削土壤的過程進(jìn)行數(shù)值模擬，得到旋耕彎刀切削土壤過程中的切削力和切土功率，該結(jié)果與理論分析結(jié)果相近。

本文基于LS-DYNA建立開溝機(jī)單個(gè)刀片-土壤三維有限元模型，對開溝刀切削土壤過程等效應(yīng)力、切削阻力以及切削能耗的變化規(guī)律展開研究。以平均切削阻力為指標(biāo)，建立正交仿真試驗(yàn)，得到均切削阻力最小時(shí)的最優(yōu)參數(shù)組合，并進(jìn)行林地試驗(yàn)以驗(yàn)證仿真的準(zhǔn)確性。

1 林地開溝機(jī)基本結(jié)構(gòu)

開溝機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。整機(jī)結(jié)構(gòu)由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、皮帶輪、履帶自行走底盤、變速箱、液壓舉升機(jī)構(gòu)、螺旋排土裝置、開溝裝置、覆土裝置等部分組成。開溝機(jī)主要工作環(huán)境為林地，林地地形復(fù)雜，地面高低不平，對開溝機(jī)穩(wěn)定性要求較高，因此開溝機(jī)采用履帶式底盤。開溝機(jī)通過在開溝鏈上安裝開溝刀具，依靠鏈條的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)開溝刀具進(jìn)行土壤切削，如圖2所示。

2 開溝刀的結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

2.1 開溝刀結(jié)構(gòu)

開溝刀的結(jié)構(gòu)如圖3所示。開溝刀的高度為70 mm、寬度為74 mm、厚度為6 mm，刃傾角為30°。開溝刀的材料為65Mn，65Mn鋼強(qiáng)度高、韌性好，且具有良好的耐磨損性。

2.2 開溝刀運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

當(dāng)開溝刀切削土壤時(shí)，根據(jù)幾何運(yùn)動(dòng)學(xué)原理可知，其絕對切削速度Va由開溝機(jī)水平移動(dòng)作業(yè)速度Vx和開溝刀線速度Vc合成［10］，如圖4所示。

開溝刀作業(yè)時(shí)其絕對速度如式（1）所示。

Va=Vc2+Vx2+2VcVxcosα（1）

式中：Vc——開溝刀線速度，m/s；Vx——開溝機(jī)水平移動(dòng)的作業(yè)速度，m/s；α——開溝刀對水平面的傾角，α取45°。

由于開溝時(shí)刀具的線速度Vc為2～4m/s，開溝機(jī)水平移動(dòng)的工作速度Vx為0.5km/h，VcVx，可認(rèn)為Va≈Vc，即開溝刀絕對速度大小等于其線速度大小。

3 有限元模型建立

3.1 開溝刀有限元模型

切削土壤過程是由若干開溝刀共同切削作用的結(jié)果，對于任一單個(gè)開溝刀，其切削性質(zhì)與其它開溝刀相同［6］，因此本文只對單個(gè)開溝刀開展切削性能研究。開溝刀的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，難以在LS-DYNA中直接完成建模，因此先在Catia中建立開溝刀的三維實(shí)體模型，保存為igs格式再導(dǎo)入LS-DYNA中進(jìn)行網(wǎng)格劃分處理。一般有限元模型網(wǎng)格劃分越精細(xì)，得到的結(jié)果越精確，但對設(shè)備的性能要求也越高，求解的時(shí)間也相對較長［11］。本文對開溝刀采用自由網(wǎng)格劃分方法劃分四面體網(wǎng)格，定義網(wǎng)格大小為3mm，建立開溝刀有限元網(wǎng)格模型如圖5所示。

3.2 土壤SPH模型

SPH法是一種無網(wǎng)格法，能夠求解大變形、高速?zèng)_擊、瞬間爆炸等復(fù)雜問題，開溝刀切削土壤屬于大變形問題，為防止求解失敗，采用SPH法建立土壤模型。

在LS-DYNA中建立0.2m×0.1m×0.1m的長方體土壤SPH模型，并導(dǎo)入開溝刀有限元模型，得到開溝刀—土壤有限元模型，如圖6所示。

土壤材料采用LS-DYNA中的MAT147（MAT_ FHWA_SOIL），該材料模型采用修正后的Mohr-Coulomb屈服準(zhǔn)則［8］，能夠比較真實(shí)的模擬土壤切削動(dòng)態(tài)過程，其表達(dá)式如式（2）所示。

F=-psinφ+J2K（θ）2+α2sin2φ-ccosφ=0（2）

式中：F——模型屈服表面力，N；p——壓力，N；φ——內(nèi)摩擦角，rad；J2——應(yīng)力偏張量的第2不變量；K（θ）——張量平面角的函數(shù)；c——黏聚力；α——定義修正后屈服面和標(biāo)準(zhǔn)Mohr-Coulomb屈服面之間貼近程度的參數(shù)。

查閱參考資料以及結(jié)合林地土壤特性，土壤材料的主要參數(shù)如表1所示。

3.3 仿真參數(shù)及邊界條件

對仿真模型的參數(shù)及邊界條件設(shè)定如下。

1） 開溝刀的單元屬性定義為SOLID，土壤材料屬性定義為SPH。

2） 由于開溝刀強(qiáng)度遠(yuǎn)大于土壤強(qiáng)度，開溝刀可視為剛體結(jié)構(gòu)，因此賦予開溝刀MAT_RIGID材料屬性，其材料的彈性模量為2×1011Pa，密度為7850kg/m3，泊松比為0.3，屈服強(qiáng)度為430MPa。

3） 定義接觸方式，在切削過程中，開溝刀破壞并穿透土壤［12］，因此定義開溝刀與土壤接觸類型為侵蝕點(diǎn)面接觸（CONTACT_ERODING_NODES_TO_SURFACE），設(shè)置開溝刀為主接觸，土壤模型的所有SPH粒子為從接觸，靜摩擦系數(shù)設(shè)置為0.2，動(dòng)摩擦系數(shù)設(shè)置為0.18［13］。

4） 定義開溝刀沿土壤方向的切削速度為4m/s，并約束開溝刀其他方向的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。對土壤SPH模型添加BOUNDARY_SPC約束，將土壤SPH模型2個(gè)側(cè)面和底面分別施加全約束。

5） 定義DATABASE_GLSTAT、DATABASE_RCFORC來控制開溝刀切削土壤過程中的能量和切削力輸出。

6） 設(shè)置求解時(shí)間，本次求解時(shí)間為0.04s。

4 結(jié)果與分析

將設(shè)置完成的K文件導(dǎo)入LS-DYNA求解器進(jìn)行求解，進(jìn)而分析切削過程中開溝刀與土壤之間的切削作用機(jī)理。

4.1 切削過程分析

開溝刀切削土壤的過程及其等效應(yīng)力隨時(shí)間變化情況如圖7所示。從仿真過程可以看出，開溝刀先接觸土壤使其發(fā)生形變，然后在切削力的作用下，土壤因內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞而失效。失效的土粒沿著刀面破碎散開，被迅速帶離切削區(qū)，一部分拋灑到了溝沿，另一部分被推到開溝刀的前沿及兩側(cè)。

t=0時(shí)，開溝刀未與土壤接觸，等效應(yīng)力為0Pa，如圖7（a）所示。t=0.004s時(shí)，開溝刀與土壤發(fā)生接觸，土壤受到開溝刀擠壓發(fā)生形變，此時(shí)的最大等效應(yīng)力值為3.737×106Pa，如圖7（b）所示；t=0.008s時(shí)，開溝刀持續(xù)切入土壤，土壤受到擠壓與剪切作用力發(fā)生嚴(yán)重變形，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)尚未完全破壞，此時(shí)土壤的最大等效應(yīng)力值為4.003×106Pa，如圖7（c）所示；t=0.012s時(shí)，此時(shí)在開溝刀的剪切和擠壓作用力下，土壤結(jié)構(gòu)被破壞，少量土粒開始向空中飛灑，此時(shí)土壤的最大等效應(yīng)力值為4.283×107Pa，如圖7（d）所示；t=0.028s時(shí)，開溝刀持續(xù)切削土壤，土粒在開溝刀切削作用力下沿著刀面破碎散開，向開溝刀上前方飛灑，此時(shí)土壤的最大等效應(yīng)力值為4.949×106Pa，如圖7（e）所示；t=0.04s時(shí)，刀具繼續(xù)向前切削，被破壞失效的土粒不斷增加，并向開溝刀上前方飛灑，此時(shí)土壤的最大等效應(yīng)力值為3.460×106Pa，如圖7（f）所示。整個(gè)仿真過程中，與土壤接觸的刀面切削刃處的最大等效應(yīng)力最大，原因在于切削時(shí)此處與土壤接觸擠壓，應(yīng)力較為集中。

4.2 切削阻力分析

開溝刀切削土壤過程阻力變化曲線圖8所示。

由圖8可知，切削初期，切削阻力隨時(shí)間內(nèi)從0急劇增大，隨后土壤結(jié)構(gòu)被破壞，切削阻力趨于穩(wěn)定。t=0時(shí)，開溝刀未與土壤接觸，切削阻力為0N。0～0.008s時(shí)，開溝刀接觸并逐步切入土壤，土壤發(fā)生擠壓形變而內(nèi)部結(jié)構(gòu)未受破壞，切削阻力逐漸增加；0.008s～0.04s時(shí)，隨著切削進(jìn)行，土壤內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞失效，進(jìn)入穩(wěn)定切削階段，切削阻力在400N左右窄幅波動(dòng)。

4.3 切土能耗分析

開溝刀切削土壤過程中的總能量主要包括其自身運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和切削土壤產(chǎn)生的內(nèi)能［8］。開溝刀切削土壤過程中的能量變化曲線如圖9所示。

在0～0.008s內(nèi)，開溝刀速度從0達(dá)到設(shè)定開溝速度，動(dòng)能急劇增加，此時(shí)內(nèi)能隨著開溝刀與土壤接觸面積的逐漸增加而增大，總能量也隨著增大。0.008s后，進(jìn)入穩(wěn)定切削階段，開溝刀以設(shè)定開溝速度向前切削土壤，動(dòng)能基本保持不變，總能量隨內(nèi)能的增加而增加。

5 正交仿真試驗(yàn)

切削阻力的大小是影響開溝效率的重要原因，開溝刀在切削土壤的過程中，切削阻力的大小受到多種因素的影響。為了研究影響開溝刀切削阻力的因素，選取開溝刀切削土壤工作過程中的刀片厚度和刃傾角、刀片切削速度三個(gè)參數(shù)為試驗(yàn)因素，以平均切削阻力的大小為指標(biāo)，進(jìn)行三因素三水平仿真試驗(yàn)。試驗(yàn)選取刀片厚度為6～10mm、刃傾角為30°～60°、刀片切削速度為2～4m/s，試驗(yàn)因素水平見表2，仿真試驗(yàn)結(jié)果與極差分析如表3所示，方差分析結(jié)果如表4所示，其中，A、B、C分別為各因素編碼值，Y為平均切削阻力。

由表3的試驗(yàn)結(jié)果與極差分析可知，以平均切削阻力為指標(biāo)時(shí)，三個(gè)因素的順序依次為C>A>B，最優(yōu)參數(shù)組合為A1B2C1，即刀片厚度6mm，刃傾角45°，刀片切削速度2m/s時(shí)，開溝機(jī)的平均切削阻力最小。由表4的方差分析可知，刀片厚度和刀片切削速度對平均切削阻力影響顯著，刃傾角對平均切削阻力影響不大，根據(jù)P值大小，三個(gè)因素對平均切削阻力影響順序?yàn)镃>A>B，此結(jié)果與極差分析一致。根據(jù)極差分析與方差分析結(jié)果，可以得出三個(gè)因素對平均切削阻力影響順序?yàn)榈镀邢魉俣?刀片厚度>刃傾角。對正交仿真試驗(yàn)得到的切削阻力最小時(shí)的參數(shù)組合刀片厚度6mm，刃傾角45°，刀片切削速度2m/s進(jìn)行仿真計(jì)算，得到平均切削阻力為216.3N。

為檢驗(yàn)優(yōu)化后的開溝刀靜力學(xué)特性是否滿足要求，運(yùn)用ANSYS Workbench對其進(jìn)行靜力學(xué)分析，得到的開溝刀應(yīng)力變化云圖如圖10所示，位移變化云圖如圖11所示。

從圖10可以看出，整個(gè)開溝刀所受的應(yīng)力較小，最大等效應(yīng)力值為53.133MPa。本文設(shè)計(jì)的開溝刀的材料為65Mn，屈服強(qiáng)度為430MPa，而仿真分析求解得到的最大等效應(yīng)力值遠(yuǎn)小于開溝刀材料的屈服強(qiáng)度，因此開溝刀的強(qiáng)度滿足要求。根據(jù)圖11開溝刀的位移變化云圖可知，開溝刀切削土壤時(shí)，總的變形量很小，最大變形量約為0.02mm，刀具沒有發(fā)生明顯的彎曲變形和斷裂現(xiàn)象，開溝刀剛度滿足要求。

6 林地試驗(yàn)

6.1 試驗(yàn)條件

林地開溝試驗(yàn)在湖南省某經(jīng)濟(jì)林基地進(jìn)行，該地土質(zhì)為沙礫土，含水率為16%，土壤密度為2080kg/m3，土壤堅(jiān)實(shí)度為1335kPa。選擇一塊較為平坦的地進(jìn)行開溝試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)刀片厚為6mm，刃傾角為45°，刀片切削速度為2m/s。試驗(yàn)儀器有切削阻力測試系統(tǒng)、測試傳感器、測速儀、TJSD-750堅(jiān)實(shí)度儀、環(huán)刀等。切削阻力測試系統(tǒng)可直接測試開溝刀開溝過程中x、y、z方向的切削阻力。

6.2 試驗(yàn)內(nèi)容與結(jié)果分析

本文以正交試驗(yàn)得到的切削阻力最小時(shí)的參數(shù)組合進(jìn)行林地開溝試驗(yàn)，同時(shí)運(yùn)用切削阻力測試系統(tǒng)及測試傳感器采集開溝過程中開溝刀平均切削阻力數(shù)據(jù)，提取6組試驗(yàn)數(shù)據(jù)，如表5所示。

試驗(yàn)得到平均切削阻力為232.6N，對比仿真結(jié)果誤差為7.1%，說明開溝刀的工作參數(shù)得到了較好的優(yōu)化。

7 結(jié)論

1） 本文設(shè)計(jì)一種林地開溝刀結(jié)構(gòu)，并對開溝刀具展開切削運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，結(jié)合幾何運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，可認(rèn)為開溝刀切削土壤時(shí)開溝刀絕對速度大小等于其線速度大小。

2） 運(yùn)用LS-DYNA建立了開溝刀-土壤切削有限元模型，并對切削土壤過程進(jìn)行仿真分析。整個(gè)仿真過程中，開溝刀具有良好的切削穩(wěn)定性，能夠?qū)⑵茐牡耐翆友杆賻щx切削區(qū)，形成溝槽。開溝刀切削土壤過程中，與土壤接觸的刀面切削刃處的等效應(yīng)力最大。穩(wěn)定切削階段，開溝刀的動(dòng)能基本保持不變，總能量隨內(nèi)能的增加而增加。

3） 根據(jù)正交仿真試驗(yàn)結(jié)果，得到平均切削阻力最小時(shí)的最優(yōu)參數(shù)組合為刀片厚度6mm，刃傾角45°，刀片切削速度2m/s；各因素影響平均切削阻力的順序?yàn)榈镀邢魉俣?刀片厚度>刃傾角。

4） 林地試驗(yàn)開溝刀切削阻力平均值為232.6N，試驗(yàn)值與仿真值誤差為7.1%。

參 考 文 獻(xiàn)

［1］郭海平. 林業(yè)病蟲害常用防治技術(shù)分析［J］. 種子科技， 2022， 40（11）： 106-108.

［2］姚先銘. 湖南省經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思考［J］. 經(jīng)濟(jì)林研究， 2007（2）： 95-101.Yao Xianming. Sustainable development strategies of nonwood product forest in hunan ［J］. Non-wood Forest Research， 2007（2）： 95-101.

［3］Yong R N， Hanna A W. Hanna. Finite element analysis of plane soil cutting ［J］. Journal of Terramechanics， 1977， 14（3）： 103-125.

［4］Chi L， Kushwaha R L. Finite element analysis of forces on a plane soil blade ［J］. Canadian Agricultural Engineering， 1989， 31（2）： 135-140.

［5］Karmakar S， Kushwaha R L. Dynamic modeling of soil-tool interaction： An overview from a fluid flow perspective ［J］. Journal of Terramechanics， 2006， 43（4）： 411-425.

［6］鐘一， 楊蹈宇， 宋麗娜， 等. 松材線蟲疫木樹蔸銑削過程仿真及優(yōu)化［J］. 林業(yè)工程學(xué)報(bào)， 2021， 6（2）： 157-163.Zhong Yi， Yang Daoyu， Song Lina， et al. Milling process simulation and optimization of pine stump infected by bursaphelenchus xylophilus ［J］. Journal of Forestry Engineering， 2021， 6（2）： 157-163.

［7］夏俊芳， 賀小偉， 余水生， 等. 基于ANSYS/LS-DYNA的螺旋刀輥土壤切削有限元模擬［J］. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)， 2013， 29（10）： 34-41， 293.Xia Junfang， He Xiaowei， Yu Shuisheng， et al. Finite element simulation of soil cutting with rotary knife roller based on ANSYS/LS-DYNA software ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2013， 29（10）： 34-41， 293.

［8］韓煜杰， 李云伍， 趙華慧， 等. 基于SPH算法的立式旋耕刀土壤切削仿真模擬［J］. 西南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2016， 38（12）： 150-155.Han Yujie， Li Yunwu， Zhao Huahui， et al. Simulation of soil cutting by vertical rotary blade based on SPH method ［J］. Journal of Southwest University（Natural Science Edition）， 2016， 38（12）： 150-155.

［9］劉謙文， 楊有剛. 基于ANSYS/LS-DYNA的旋耕刀強(qiáng)度和功耗研究［J］. 中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)， 2017， 38（6）： 16-19.Liu Qianwen， Yang Yougang. Research on strength and power consumption of rotary blade based on ANSYS/LS-DYNA ［J］. Journal of Chinese Agricultural Mechanization， 2017， 38（6）： 16-19.

［10］覃國良. 鏈?zhǔn)介_溝機(jī)刀具優(yōu)化設(shè)計(jì)及其切削過程的數(shù)值模擬［D］. 武漢： 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2009.Qin Guoliang. Optimization design and its numerical simulation of cutting process for the cutters of chain-ditcher ［D］. Wuhan： Huazhong Agricultural University， 2009.

［11］胡志勇， 郭艷坤， 明宇. 一種鏈?zhǔn)焦麍@施肥開溝機(jī)開溝刀的有限元分析［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2017， 45（20）： 231-237.

［12］王敏， 李萍萍， 王紀(jì)章， 等. 基于LS-DYNA茶園立式旋耕刀具土壤切削過程模擬［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2015， 43（9）： 422-425.

［13］王永， 王澤河， 馬勝濤， 等. 基于SPH算法的縱向開溝過程模擬［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2018， 46（18）： 225-228.

基金項(xiàng)目：湖南省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助項(xiàng)目（2018NK2065、2021NK2023）

第一作者：陳雨豐，男，1995年生，湖南婁底人，碩士研究生；研究方向?yàn)檗r(nóng)林業(yè)機(jī)械。E-mail： 1756198976@qq.com

通訊作者：陳飛，男，1977年生，湖北天門人，碩士，副教授，碩導(dǎo)；研究方向?yàn)檗r(nóng)林機(jī)械裝備。E-mail： chenfei0731@163.com