工程机械的工作效率以及能量损耗与其工作部件的触土曲面形状有很大关系。工作部件触土曲面的设计水平直接影响工程机械的减阻节能性能。为了优化触土曲面形状，提高曲面的设计水平，从而降低工程机械的工作阻力和能源消耗，本研究探寻工程机械工作部件触土曲面的内蕴几何性质与工作阻力特性的相互关系。本文选择推土机推土板曲面进行研究，探索两者的关系。对前期研究者在土槽试验中使用的推土板模型进行数学建模。对切削角为50°、55°和60°的抛物线和仿生曲线推土板模型曲面进行测绘，建立6个曲面参数方程。为了加强理论对比性，增加了切削角为90°时的平板面推土板曲面参数方程。计算7个曲面的第一类基本量E、F和G，以及第二类基本量L、M和N。通过研究推土板的工作阻力与函数E和L的关系，发现了存在一个E和L值的较优变化范围使推土板工作阻力最小。切削角55°的推土板的E值和L值较优，且工作阻力最小。为了深入研究，设计了切削角为55°的抛物面、圆弧面、仿生面、摆线面、渐开A面和渐开B面推土板。同时，设计了切削角为90°的平板面推土板。对7个推土板曲面进行数学建模，建立曲面参数方程。为了更深入地研究曲面几何特性，增加表征曲面重要弯曲性质的主曲率κn作为研究对象。计算7个推土板曲面的第一类基本量E、F和G、第二类基本量L、M和N以及沿准线方向的主曲率κn。利用UG对7个推土板进行三维建模；同时，对7个推土板与土壤的切削模型进行三维实体建模。将建立的推土板与土壤的切削模型导入ANSYS/LS-DYNA中进行前处理。然后向LS-DYNA求解器提交求解，进行有限元分析。求解完成后提交LS-PREPOST，对结果进行通用后处理分析。作出推土板前进方向、铅垂方向和推土板-土壤纵截面上的土壤应力、应变图。并记录应力、应变数据，作出折线图。分析不同曲面推土板对应的土壤应力、应变特性，以此评价推土板的性能。利用LS-PREPOST对仿真结果进行时间历程（History）后处理,得出推土板-土壤系统、推土板以及土壤在推土板前进方向、铅垂方向以及整体空间的速度、加速度、能量消耗等物理量随时间变化的曲线。对以上参数变化量进行分析，研究不同曲面推土板的动力学特性。作出7个推土板曲面的第一类基本量E、第二类基本量L和沿准线方向的主曲率κn图像，分析研究推土板触土曲面几何性质与仿真力学特性的关系。