单体大幅宽铧式犁犁体曲面仿生减阻设计与试验
周浩1
秦志宇2
王学振2
王升升1
李康泰2
邓国梁2
闫海波2
1.河南科技大学农业装备工程学院,河南洛阳 471003;龙门实验室,河南洛阳 4710232.河南科技大学农业装备工程学院,河南洛阳 471003
摘要：为解决铧式犁耕作犁耕阻力大和能耗高的问题,以穿山甲鳞片和鲨鱼盾鳞结构为仿生原型,设计一种耦合仿生铧式犁犁体曲面.以摩尔-库仑土壤剪切理论为基础,通过理论分析明确了犁耕阻力的组成及作用机制,重点针对土壤与犁体表面的摩擦阻力开展仿生减阻.通过离散元仿真与田间试验相结合的方法,验证了耦合仿生铧式犁犁体曲面的减阻效果与仿真结果的可靠性.仿真结果显示:在1.5 m·s-1的耕作速度和150 mm的耕作深度下,耦合仿生铧式犁较传统铧式犁减阻14.75％,土壤扰动面积增加4.22％,表明耦合仿生铧式犁犁体在显著降低犁耕阻力的同时,保证了对土壤的有效扰动.田间试验结果显示:耦合仿生铧式犁较传统铧式犁减阻13.57％,土壤扰动面积增加2.62％.田间试验结果与仿真结果高度吻合,验证了仿生设计的减阻效果与仿真模型的可靠性.研究结果为单体大幅宽铧式犁犁体的曲面减阻设计提供了理论依据与技术方案.
关键词：铧式犁仿生减阻犁耕阻力土壤扰动面积
分类号：S222.1(农业机械及农具)
资助基金：国家自然科学基金(32401718)河南省重大科技专项(231100220200)
论文发表日期：2025-10-25
在线出版日期：2025-11-17（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 78-85 )
英文信息