基于SPH算法的平面刀土壤切削过程模拟

以我国华北一年两熟区保护性耕作地土壤为原型，利用ANSYS/LS_DYNA对平面刀切削土壤过程进行数值模拟，并通过理论分析和试验，验证SPH算法在模拟平面刀切削土壤过程方面的可行性。结合MAT147土壤材料模型，SPH算法及点-面侵蚀接触，运用ANSYS/LS_DYNA软件对平面刀切削土壤过程进行有限元分析。仿真结果表明，SPH算法能够直观模拟平面刀切削土壤整个过程，最大等效应力为5.851MPa，主要集中在与平面刀接触的土壤上；平面刀切削全过程表明，土壤所受等效应力波动较小，切削过程比较平稳；稳定切削时切削功耗在10.2kW附近波动，通过理论和试验验证，仿真切削误差不大于0.05。由此说明SPH算法进行平面刀切削过程的数值模拟是可行的。