农业机械学报

作者：张喜瑞，曾望强，刘俊孝，吴鹏，董学虎，胡宏男

单位：海南大学,海南大学,海南大学,曼尼托巴大学,海南省农业机械鉴定推广站,仲恺农业工程学院,

关键词：香蕉地;砖红壤土;深松铲;斜柄折翼式;离散元法

基金：海南省自然科学基金高层次人才项目(2019RC014)、国家自然科学基金项目（51865007、52075137）和海南省院士团队创新中心项目（HD-YSZX-202005）

针对深松整地装备应用于海南省热带农业区香蕉地时，存在作业阻力大、松土面积小及地表平整度差等问题，本文基于海南香蕉地砖红壤土的物理特性，设计一种可有效降低作业阻力的斜柄折翼式深松铲。运用离散元法建立3层土壤颗粒虚拟仿真土槽模型，使用Hertz-Mindlin with JKR接触模型进行了斜柄折翼式深松铲与直柄凿式深松铲的作业性能对比仿真。结果表明，在确保深松效率的前提下，进行了深松铲最佳作业速度仿真试验，得出斜柄折翼式深松铲的最佳作业速度区间为3.24~3.96km/h；相较于直柄凿式深松铲，斜柄折翼式深松铲工作阻力降低了16.2%，地表平整度提高了25.9%，深松后沟槽宽度减小了36.3%；田间试验结果表明，斜柄折翼式深松铲和直柄凿式深松铲在耕作阻力、地表平整度、深松沟槽宽度实测值与仿真值之间的误差不超过2%，仿真结果可靠性高。仿真分析与田间试验表明，相较于直柄凿式深松铲，斜柄折翼式深松铲在作业过程中对地表轮廓破坏较小，能有效降低对土层的扰动并增大松土面积，作业后地表平整度高、沟槽宽度小，从而能够更好地适应热带农业区香蕉地的作业环境。

来源：2022年第3期

《农业机械学报》期刊编辑部

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