太子參聯(lián)合收獲機(jī)挖掘鏟的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

陳威，曹成茂,2，張遠(yuǎn)，秦寬

(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，安徽 合肥 230036；2.農(nóng)業(yè)部南方主要農(nóng)作物生產(chǎn)技術(shù)與裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥 230036)

太子參(Pseudostellariaheterophylla)又名孩兒參，是一種藥用價(jià)值極高的中草藥.目前太子參主要以人工收獲為主，收獲效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度高.太子參根莖生長(zhǎng)于土表以下約150 mm處,機(jī)械收獲過(guò)程中需要將挖掘鏟深入地下將根莖挖出.挖掘鏟是根莖類收獲機(jī)重要的部件之一，在工作過(guò)程中挖掘鏟與土壤的相互接觸是機(jī)器能量消耗與刀具磨損的主要體現(xiàn)，挖掘過(guò)程中產(chǎn)生的工作阻力占總工作阻力的一半以上[1-4].因此設(shè)計(jì)優(yōu)化入土部件對(duì)減小能耗和提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)至關(guān)重要.由于土壤空間結(jié)構(gòu)的差異性，以及工作過(guò)程的復(fù)雜性，想要通過(guò)田間試驗(yàn)研究挖掘鏟的鏟型參數(shù)對(duì)工作阻力以及能耗的影響，不僅試驗(yàn)過(guò)程繁瑣而且很難得到預(yù)期的結(jié)果[5-6].

對(duì)于根莖類收獲機(jī)挖掘鏟設(shè)計(jì)的研究，相關(guān)學(xué)者已做了大量研究.李祥等[7]采用牽引阻力測(cè)試系統(tǒng)，通過(guò)田間試驗(yàn)得出馬鈴薯收獲機(jī)挖掘鏟的入土傾角、鏟刃斜角以及前進(jìn)速度對(duì)工作阻力的關(guān)系，但缺少對(duì)挖掘鏟工作過(guò)程中土壤與挖掘鏟之間的受力情況的分析.何義川等[8]設(shè)計(jì)的花生收獲機(jī)挖掘裝置，魏忠彩等[9]設(shè)計(jì)的馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)挖掘鏟裝置都是組合型挖掘鏟，組合型的挖掘鏟裝置在工作過(guò)程中易造成動(dòng)力的消耗，且增加整機(jī)的復(fù)雜性，導(dǎo)致工作過(guò)程中不可靠性增大[10].因此太子參挖掘鏟的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，在工作過(guò)程中能減小工作阻力,減小能耗，避免雍堵和雜草纏繞等情況的發(fā)生.

為得到在太子參聯(lián)合收獲機(jī)工作時(shí)挖掘鏟的最佳工作參數(shù)組合，按照設(shè)計(jì)要求對(duì)挖掘鏟的鏟型進(jìn)行設(shè)計(jì)，并結(jié)合離散元分析對(duì)設(shè)計(jì)的挖掘鏟的性能進(jìn)行仿真，通過(guò)正交試驗(yàn)篩選最優(yōu)參數(shù)組合，并通過(guò)土槽試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，以期為根莖類中草藥收獲機(jī)挖掘鏟的設(shè)計(jì)提供參考.

1 整機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理

通過(guò)對(duì)市場(chǎng)上常見(jiàn)的根莖收獲機(jī)的調(diào)研與分析，設(shè)計(jì)的太子參聯(lián)合收獲機(jī)集挖掘、脫土、收集為一體，適用于山區(qū)丘陵地帶進(jìn)行收獲作業(yè)，具有轉(zhuǎn)彎半徑小，適合爬坡等特點(diǎn).整機(jī)包括由機(jī)架、松土鏟、振動(dòng)篩部分、輸送部分、圓筒篩部分、液壓系統(tǒng)等組成.其中振動(dòng)篩部分由液壓馬達(dá)輸出動(dòng)力帶動(dòng)偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)，再由連桿連帶雙搖桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，雙搖桿機(jī)構(gòu)下方焊接間距為8 mm鋼條，組成振動(dòng)網(wǎng).輸送部分的動(dòng)力與振動(dòng)篩的動(dòng)力來(lái)源于同一個(gè)液壓馬達(dá)，但通過(guò)鏈輪變速使得兩個(gè)部分速度不同，使用的輸送帶有間隙.圓筒篩是由轉(zhuǎn)動(dòng)軸和間隙為10 mm的網(wǎng)組成，由液壓馬達(dá)通過(guò)鏈輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸進(jìn)行工作，在安裝時(shí)入口比出口稍高.整個(gè)液壓系統(tǒng)包括液壓油箱、柱塞泵、濾清器、散熱器、液壓缸、液壓馬達(dá)以及各種控制元件組成.

作業(yè)時(shí)，柴油機(jī)帶動(dòng)柱塞泵工作，柱塞泵將液壓油從液壓油箱吸出，一路經(jīng)過(guò)比例多路控制閥分別控制左右履帶的液壓馬達(dá)和振動(dòng)篩馬達(dá)以及圓筒篩上馬達(dá)；另一路經(jīng)過(guò)三位四通手動(dòng)換向閥控制液壓缸的伸縮.在駕駛室的控制臺(tái)上向前推動(dòng)控制履帶手柄，機(jī)器緩慢前行，通過(guò)調(diào)節(jié)三位四通手動(dòng)換向閥調(diào)節(jié)松土鏟入土的深度.打開(kāi)圓筒篩液壓馬達(dá)和振動(dòng)篩液壓馬達(dá)，收獲機(jī)開(kāi)始進(jìn)行篩土作業(yè).此時(shí)通過(guò)調(diào)大柴油機(jī)的進(jìn)油口，保持收獲機(jī)能穩(wěn)定進(jìn)行鏟土收獲作業(yè).挖出的土壤經(jīng)過(guò)振動(dòng)篩初步分離，將大塊土壤震碎，隨后參土混合物經(jīng)過(guò)傳送帶到達(dá)圓筒篩，在圓筒篩的離心力的作用下使得參土完全分離.太子參在圓筒篩出口處被撥板撥起，通過(guò)收集滑板落入收獲箱中.

1：液壓馬達(dá)；2：履帶；3：輸送帶；4：液壓缸；5：收獲箱；6：圓筒篩；7：柴油機(jī)罩；8：液壓油箱；9：駕駛室；10：限深輪；11：振動(dòng)篩；12：挖掘鏟.1：Hychraulic motor；2：Track；3：Conveger belt；4：Hydraulic cylinder；5：Harvest bax；6：Cylinder screen；7：Diesel engine cover；8：Hydraulic oil tank；9：Cab；10：Depth roller；11：Vibrating screen；12：Digger blade.圖1 太子參聯(lián)合收獲機(jī)結(jié)構(gòu)Figure 1 Structure of self-propelled radix pseudostellariae collection machine

2 挖掘鏟的設(shè)計(jì)

挖掘鏟作為根莖類收獲機(jī)最重要的部件，最先與土壤接觸.其工作效果的好壞直接影響著整機(jī)的工作效果.三角平面鏟被廣泛應(yīng)用于根莖類收獲機(jī)中，具有入土能力強(qiáng)，能夠有效切斷雜草，還有造型簡(jiǎn)單制造方便等特點(diǎn)，在工作過(guò)程中能夠防止雜草雍堵現(xiàn)象的發(fā)生.由于挖掘鏟的參數(shù)多樣，在工作過(guò)程中與土壤接觸產(chǎn)生的摩擦力、阻力會(huì)各不相同，對(duì)于太子參聯(lián)合收獲機(jī)挖掘鏟的設(shè)計(jì)影響到整機(jī)工作的能耗與工作效率，因此需要對(duì)挖掘鏟參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并通過(guò)仿真分析篩選最佳參數(shù)組合.

挖掘鏟在工作中的主要作用是將太子參和土壤一并挖起，并將土壤松散送到振動(dòng)篩.對(duì)于挖掘鏟的設(shè)計(jì)要求，一方面能夠減小工作阻力，另一方面是能夠減小太子參的破損率和工作纏秧情況的發(fā)生，保證合適的入土傾角，工作穩(wěn)定性等[12-15].機(jī)具在工作過(guò)程中的能量消耗以及磨損多源于機(jī)具與土壤的受力過(guò)程.考慮到挖掘鏟要深入土壤與石塊等接觸，這對(duì)挖掘鏟的硬度有一定的要求，所選的材料應(yīng)具有一定的硬度和鋒利性.本設(shè)計(jì)所選擇的挖掘鏟采用45號(hào)鋼，并對(duì)鏟尖部分進(jìn)行淬火處理以增加硬度與耐磨性，硬度應(yīng)在38～45HRC.

除材料外，挖掘鏟鏟型的主要參數(shù)有鏟面傾角α、鏟刃張角δ、鏟的長(zhǎng)度L[16].對(duì)于鏟面傾角的分析，如圖2所示.

圖2 挖掘鏟上土壤受力分析簡(jiǎn)圖Figure 2 Diagram analysis of soil force on excavating shovel

對(duì)垂直于挖掘鏟與平行于挖掘鏟進(jìn)行兩個(gè)方向上的受力分析，得出挖掘鏟的傾角與力的關(guān)系(1)，整理得出傾角大小的計(jì)算公式(2).

(1)

整理得

(2)

式中α為挖掘鏟傾角；G為鏟面承受的土壤重力；μ為土壤與鏟面間的摩擦因數(shù)；P為土壤對(duì)鏟面的阻力；N為挖掘鏟受到土壤的法向力.

查閱挖掘鏟的相關(guān)設(shè)計(jì)理論，鏟面傾角α在 16°～30°[17].

由圖2土壤受力分析可以看出鏟面傾角α的大小會(huì)直接影響到挖掘鏟的工作阻力，因此鏟面傾角越小越好.但是鏟面傾角減小，挖掘深度不變會(huì)導(dǎo)致挖掘鏟長(zhǎng)度的增大，不利于土參混合物順利進(jìn)入振動(dòng)篩.挖掘鏟的長(zhǎng)度與工作深度和傾角的關(guān)系見(jiàn)公式(3)：

(3)

式中：L為挖掘鏟長(zhǎng)度；α為挖掘鏟傾角；H為挖掘鏟入土深度.

將最小挖掘深度150 mm,最大傾角30°代入公式，得出挖掘鏟的長(zhǎng)度L應(yīng)大于等于300 mm.

挖掘鏟的鏟型設(shè)計(jì)成多個(gè)三角形并排排列作為鏟尖，鏟尖與鏟面均為45號(hào)鋼板加工而成，與組合型挖掘鏟相比結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工.具有三角形鏟尖的挖掘鏟與魏宏安等[12]設(shè)計(jì)的4UFD-1400馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)“～”形挖掘鏟相比有更好的破土效果，在工作時(shí)能夠使太子參根和草根沿著鏟刃滑離，減小工作阻力,這對(duì)于降低整機(jī)工作阻力和能量消耗至關(guān)重要.為使挖掘鏟在工作過(guò)程中實(shí)現(xiàn)破土和將雜草切斷的效果，將鏟尖及兩側(cè)形成倒銳角，鏟尖部分厚度減小，增大作用在土塊和雜草上的壓強(qiáng)，土塊更易破碎，草根能沿著鏟刃滑離，更容易斷開(kāi).對(duì)于鏟刃張角的分析可結(jié)合圖3進(jìn)行，在工作過(guò)程中，雜草會(huì)沿著鏟刃邊緣滑動(dòng)，張角過(guò)大時(shí)挖掘鏟產(chǎn)生的剪切力會(huì)減小，易造成雜草堆積產(chǎn)生雍堵；減小鏟刃張角能增強(qiáng)挖掘鏟的入土能力，但也會(huì)導(dǎo)致整個(gè)挖掘鏟的長(zhǎng)度增加以及對(duì)太子參根莖損傷率的增加[9-10].鏟刃張角δ的計(jì)算應(yīng)滿足滑切條件為：

圖3 秸稈運(yùn)動(dòng)阻力簡(jiǎn)圖Figure 3 Resistance diagram of straw movement

(4)

式中：P0為桿徑滑離阻力，N；F0為工作中的刃口對(duì)桿徑的摩擦力，N；δ為挖掘鏟的鏟刃張角.摩擦力F0的計(jì)算公式如下：

(5)

式中：N0是鏟刃上的反作用力，N；λ為雜草與挖掘鏟之間的摩擦系數(shù)；θ為雜草與挖掘鏟之間的摩擦角.由公式(4)、(5)可得出鏟刃張角的范圍為

δ≤180°-2θ

(6)

一般情況下λ=tanθ≈0.85～0.9，可得出θ在40°～42°，即得出δ≤100°.

根據(jù)要求，設(shè)計(jì)的太子參聯(lián)合收獲機(jī)工作效率為0.067～0.134 hm2/h，根據(jù)公式(7)可計(jì)算出挖掘鏟的工作速度.

W=μBV

(7)

式中：μ為根莖類收獲機(jī)田間工作系數(shù)，一般在0.6～0.8，取0.6；B為工作幅寬，取0.8 m；W為工作效率，取0.100 5 hm2/h.將參數(shù)代入公式(7)得出工作速度V>0.58 m/s.在本設(shè)計(jì)中，考慮到實(shí)際工況，齒形鏟刃張角選取為60°，工作時(shí)的鏟面傾角在16°～30°，根據(jù)太子參的種植的農(nóng)藝要求，挖掘鏟的工作寬幅設(shè)置為800 mm.

3 仿真分析

3.1 離散元仿真設(shè)計(jì)

使用三維繪圖軟件UG9.0對(duì)3種挖掘鏟進(jìn)行建模，將建好的模型轉(zhuǎn)成.stp格式導(dǎo)入EDEM 2.7進(jìn)行離散元仿真.在仿真過(guò)程中，為了使DEM仿真結(jié)果更加精確，確定DEM參數(shù)是重要的一個(gè)環(huán)節(jié)[18].本離散元仿真選用EDEM2.7版本默認(rèn)的Hertz-Mindlin(no slip)模型[19-20].45號(hào)鋼的泊松比、剪切模量、密度分別0.269、7.9×104MPa、7 890 kg/m3.

貴州省施秉縣土壤屬沙壤土，肥沃疏松適于太子參生長(zhǎng)，是太子參重要種植地之一.通過(guò)查閱文獻(xiàn)得到沙壤土的泊松比、剪切模量、密度分別為0.3、100 MPa、2 650 kg/m3，沙土之間的恢復(fù)系數(shù)、靜摩擦系數(shù)、滾動(dòng)摩擦系數(shù)分別為0.6、0.5、0.5[21]，EDEM中土槽的長(zhǎng)寬高為1 500 mm×1 000 mm×400 mm，生成滿足仿真的顆粒數(shù)200 000個(gè).由于顆粒半徑過(guò)小會(huì)增加仿真的時(shí)間和存儲(chǔ)空間，受實(shí)際條件限制，顆粒半徑設(shè)置為6 mm.仿真過(guò)程中重力加速度設(shè)置為9.8 m/s2，仿真過(guò)程每隔0.01 s保存一次，整個(gè)仿真過(guò)程時(shí)間設(shè)置為7 s.在仿真過(guò)程中將土壤顆粒完成落料后的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，在仿真過(guò)程中只改變挖掘鏟的工作速度、挖掘深度以及入土角度，其余各參數(shù)保持不變.

圖4 仿真過(guò)程Figure 4 Simulation process

3.2 正交試驗(yàn)

在收獲過(guò)程中對(duì)能耗和工作阻力影響最大的三個(gè)因素是工作速度、入土深度以及入土傾角[4、11].為進(jìn)一步得到太子參聯(lián)合收獲機(jī)挖掘鏟的最佳參數(shù)組合，設(shè)計(jì)三因素三水平正交試驗(yàn)，通過(guò)極差分析各個(gè)試驗(yàn)因素對(duì)挖掘鏟工作阻力和土壤壓縮力的影響，選出最佳的參數(shù)組合.試驗(yàn)因素水平如表1.

表1 試驗(yàn)因素水平

當(dāng)收獲機(jī)達(dá)到最大工作效率時(shí)對(duì)應(yīng)的工作速度為0.77 m/s，因此挖掘鏟的速度范圍在0.58～0.77 m/s，選擇等差速度0.6、0.7、0.8 m/s進(jìn)行試驗(yàn).由公式(2)可看出挖掘鏟入土角度與工作的阻力密切相關(guān)，角度過(guò)大不利于太子參順利進(jìn)入振動(dòng)篩，過(guò)小則需要增加挖掘鏟的寬度，影響整機(jī)的布局.按照入土角的取值范圍等差選取20°、25°、30°進(jìn)行仿真試驗(yàn).根據(jù)太子參的生長(zhǎng)實(shí)際，設(shè)計(jì)的太子參聯(lián)合收獲機(jī)挖掘鏟的工作深度可根據(jù)太子參生長(zhǎng)的深度，進(jìn)行挖掘深度調(diào)節(jié)，太子參根莖一般生長(zhǎng)在150 mm左右,少數(shù)生長(zhǎng)于200 mm以下,因此對(duì)入土深度選擇150、200、250 mm，分析挖掘深度對(duì)工作阻力的影響，為實(shí)際工作提供參考.

試驗(yàn)按照 L9(34)進(jìn)行正交試驗(yàn)，試驗(yàn)共9組，待挖掘鏟運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后6～7 s內(nèi)取挖掘鏟最大阻力、土壤最大壓縮力數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)出，為減小偶然誤差，數(shù)據(jù)除去最大值與最小值.試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2.

表3給出的是挖掘鏟最大阻力極差分析結(jié)果，挖掘鏟工作阻力與收獲機(jī)工作的能耗有密切的聯(lián)系，降低挖掘鏟工作的阻力對(duì)于節(jié)能有著重要的意義.通過(guò)極差分析入土深度對(duì)挖掘鏟工作阻力的影響最大，其次是入土角度，最后是工作速度，因此通過(guò)挖掘鏟最大阻力極差分析得出最優(yōu)方案為A1B1C1.表4為土壤受到最大壓縮力時(shí)的極差分析結(jié)果，土壤受到壓縮力的大小代表在工作中過(guò)程中土壤被切碎可能性的大小，土壤受到的壓縮力越大挖掘鏟切碎土壤的可能性越大.通過(guò)表4的極差分析得出挖掘鏟的入土深度對(duì)土壤受最大壓縮力的影響最大，其次是工作速度，影響最小的是入土角度，因此通過(guò)極差分析得出的最優(yōu)方案為A3B3C2.

表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表3 挖掘鏟最大阻力極差分析結(jié)果

表4 土壤最大壓縮力極差分析

通過(guò)設(shè)計(jì)的正交數(shù)據(jù)分析可知，太子參聯(lián)合收獲機(jī)的挖掘鏟工作深度對(duì)挖掘鏟工作阻力和土壤最大壓縮力都有很大的影響，因此，在進(jìn)行參數(shù)設(shè)定時(shí)應(yīng)考慮在滿足收獲工藝的前提下盡可能減小工作深度.挖掘鏟的入土角度對(duì)挖掘鏟工作阻力影響較大，對(duì)土壤壓縮力影響較?。煌诰蜱P的工作速度對(duì)挖掘阻力的極差小于對(duì)壓縮力的極差，說(shuō)明速度對(duì)挖掘阻力的影響小于土壤壓縮力的影響.根據(jù)聯(lián)合收獲機(jī)的設(shè)計(jì)實(shí)際以及太子參種植的農(nóng)藝，選擇A3B2C1，即工作速度為0.8 m/s，入土深度為200 mm,入土角度為20°.

4 土槽對(duì)比驗(yàn)證試驗(yàn)

結(jié)合EDEM2.7仿真分析可以得出，挖掘鏟的工作速度為0.8 m/s，入土深度為200 mm,入土角度為20°時(shí)為最佳參數(shù)組合.為進(jìn)一步驗(yàn)證仿真的合理性，對(duì)挖掘鏟進(jìn)行室內(nèi)土槽試驗(yàn).室內(nèi)土槽試驗(yàn)在安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工程樓試驗(yàn)室進(jìn)行，土槽試驗(yàn)臺(tái)具有人機(jī)界面可設(shè)置挖掘鏟工作的參數(shù)，挖掘鏟在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的工作阻力會(huì)通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)顯示在界面上.驗(yàn)證試驗(yàn)中選用土壤為沙壤土質(zhì)，取自安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)郭河產(chǎn)學(xué)研基地，土壤濕度3次測(cè)量的平均值為10.32%，經(jīng)烘干稱質(zhì)量計(jì)算得出土壤的平均容重為1.37 g/cm3.在人機(jī)界面上設(shè)置挖掘鏟工作速度為0.8 m/s，入土深度為200 mm,入土角度為20°.在試驗(yàn)過(guò)程中為了更接近真實(shí)環(huán)境，在制備好的土壤中隨機(jī)插入單株麥冬草，根深入土壤50 mm～70 mm左右，共15株.

圖5 土槽試驗(yàn)過(guò)程Figure 5 The test process of the trough

圖6 結(jié)果對(duì)比Figure 6 Comparison of results

挖掘鏟在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的工作阻力會(huì)通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)傳送到人機(jī)界面，將采集到的數(shù)據(jù)導(dǎo)出，并將挖掘鏟穩(wěn)定工作部分的數(shù)據(jù)與EDEM中仿真的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，兩組數(shù)據(jù)經(jīng)Origin擬合處理，對(duì)比曲線如圖6.通過(guò)兩條曲線的對(duì)比可發(fā)現(xiàn)，驗(yàn)證試驗(yàn)與仿真具有相同的變化趨勢(shì)，驗(yàn)證結(jié)果略大于仿真結(jié)果，相差約16.8%，這與土槽中土壤制備的方法和土壤結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性有關(guān)，與熊平原等[2]的旋耕刀三向工作阻力仿真研究的結(jié)果相似.仿真的結(jié)果與土槽驗(yàn)證試驗(yàn)的結(jié)果在誤差允許的范圍內(nèi)具有一致性，說(shuō)明EDEM仿真的可行性以及結(jié)論的正確性.在挖掘鏟運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，冬麥草和土壤被崛起并移動(dòng)到挖掘鏟的上表面，隨著挖掘鏟的向前移動(dòng)，整個(gè)過(guò)程有12株的冬麥草順利經(jīng)過(guò)挖掘鏟表面落入鏟后，3株草從挖掘鏟的側(cè)面滑出，在鏟尖處無(wú)雜草纏繞的情況出現(xiàn).在實(shí)際工作中只有小部分雜草的根莖較長(zhǎng)能與挖掘鏟的鏟尖相接觸，大部分的雜草會(huì)和太子參一起被挖掘出，進(jìn)入下一工序.

5 結(jié)論

本試驗(yàn)設(shè)計(jì)的太子參聯(lián)合收獲機(jī)挖掘鏟，有較小的工作阻力，能減小壅土.經(jīng)理論計(jì)算設(shè)計(jì)了挖掘鏟的鏟型.通過(guò)EDEM軟件對(duì)挖掘鏟9組運(yùn)動(dòng)參數(shù)組合進(jìn)行仿真分析，對(duì)仿真得到的結(jié)果經(jīng)三因素三水平正交分析，得出工作深度對(duì)挖掘鏟工作阻力與土壤壓縮力的影響均最大，且呈正比.挖掘鏟的工作速度對(duì)工作阻力影響較大，入土角度對(duì)土壤的壓縮力影響較大.通過(guò)數(shù)據(jù)分析與實(shí)際結(jié)合得出最優(yōu)參數(shù)組合為：工作速度0.8 m/s，入土深度200 mm,入土角度20°.

在該參數(shù)組合下采用挖掘鏟的離散元仿真得到的工作阻力與在土槽試驗(yàn)中得到的工作阻力進(jìn)行對(duì)比，由于土壤結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性工作阻力相差在16.8%以內(nèi)，在誤差允許的范圍內(nèi)具有一定的一致性.