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蓖麻波形圆盘割刀刃口曲线拟合与优化

文献类型： 中文期刊

作者： 孔凡婷;吴腾;张彬;赵华洋;孙勇飞;陈长林;谢庆

作者机构：

关键词： 农业机械;优化;圆盘割刀;蓖麻;耦合方法

期刊名称：农业工程学报

ISSN： 1002-6819

年卷期： 2024 年

页码：

收录情况： EI（2024版） ; ; 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2023-2024年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2020版）

摘要： 为减少蓖麻收获的切割功耗，该研究对前期设计的蓖麻波形圆盘割刀进行刃口曲线拟合与优化。基于国内种植的低矮蓖麻物理力学特性，采用B样条算法和基于三点圆曲率分析并带几何约束的最小二乘拟合方法对蓖麻波形圆盘割刀刃口曲线进行参数拟合。并采用Smoothed Particle Hydrodynamics-Finite Element Modeling(SPH-FEM)耦合仿真方法模拟蓖麻茎秆切割过程，以刀盘厚度、底圆曲率半径和刃口角为试验因素，以最大切割力、切割功耗为评价指标进行正交旋转组合试验，对割刀结构参数进行优化，并对优化参数组合进行试验验证。最优割刀参数组合为：刀盘厚度3 mm、底圆曲率半径7 mm、刃口角19°，此时最大切割力为109.763 N、切割功耗为1.43 J。台架试验验证表明，SPH-FEM耦合仿真方法与台架试验获得的最大切割力和切割功耗基本吻合，误差在5%以内，所提方法能很好地研究模拟蓖麻割刀的切割过程，可为蓖麻收获装备研制提供支撑。

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