悬挂式水田单侧修筑埂机数值模拟分析与性能优化

为提高水田机械田埂修筑质量，探索各工作参数对悬挂式水田单侧修筑埂机作业性能的影响，依据离散元法建立机械部件-土壤间作用模型，运用EDEM软件对机具旋耕切削集土和镇压筑埂成型阶段进行仿真分析，研究机具作业质量和功耗的动态变化规律，分析影响筑埂性能的主要因素。结合正交试验设计和数值模拟技术，以机具前进速度、旋耕工作转速和旋耕入土深度为试验因素，田埂坚实度和作业功耗为试验指标，采用多目标变量优化方法建立因素与指标间数学模型，运用Design-Expert 6.0.10软件进行数据处理优化。结果表明，影响机具综合作业性能的主次因素为机具前进速度、旋耕入土深度、旋耕工作转速；当机具前进速度、旋耕工作转速和旋耕入土深度分别为0.3m/s、470r/min和200mm时，机具作业性能较理想，田埂坚实度和作业功耗分别为1890.0kPa和30.07kW，其功耗较优化前降低9.93kW。经土槽台架试验验证，台架试验结果与仿真优化结果基本一致，田埂坚实度和作业功耗相对误差分别为4.26%和5.11%，满足水田修筑埂农艺要求