基于光滑粒子流体动力学仿真的板结土壤深旋耕技术

针对中国南方丘陵、尤其是茶园板结土壤的特点,提出采用正反旋耕相结合进行土壤切削的方法,并设计反旋凿切和正旋旋耕相结合的板结土壤深松作业机具。为实现小功率的板结土壤深松作业,利用光滑粒子流体动力学有限元法研究反旋凿切土壤的物理过程,构建土壤高速凿切的有限元数值仿真模型;同时结合正交试验设计和数值模拟技术,进行反旋凿切刀具的刀尖结构参数和土壤反旋凿切工作参数的有限元数值分析与优化。研究表明,利用反旋凿切进行板结土壤的切削,在选择合适的结构切土角、结构后隙角、机组前进速度和凿切刀旋转速度的合理匹配后,能有效降低板结土壤耕作机组的消耗功率、提高其工作效率,从而达到采用小型农业动力机具进行板结土壤深松作业的目的。