仿生铲的减阻碎土机理及仿真研究

本文基于甘肃农业大学工学院设计的仿生挖掘铲模型,进行了仿生铲的减阻碎土机理理论研究,并借助非线性有限元软件LS-DYNA对碎土和减阻性能进行了仿真研究。由仿生挖掘铲片三维模型的曲面曲率变化可知,仿生挖掘铲片曲率的变化规律有利于挖掘铲的脱土;由铲片挖削土壤受力分析可知,铲片在水平方向上的阻力减小了,又使土壤沿着挖削面逐渐提升有利于碎土,减轻分离装置负担和马铃薯损伤几率;对比仿生铲片与普通铲片仿真挖削土壤过程发现,普通铲片对土壤应力比较分散、最大应力值较小,而仿生铲片对土壤应力较集中且铲尖处应力最大,仿生铲片较普通铲片土壤阻力减小近61%。因此,仿生铲片更具有优良的挖削性能。