液压翻转犁是应用最广最普遍的土壤耕翻机具,但在粉土农田中,犁体上的犁壁土壤粘附严重,导致耕作阻力大成为目前制约发展的主要问题。因此本文针对以上问题,基于水平直元线法设计犁体曲面,并对其进行非连续的设计。对新疆石河子地区的待耕粉土建立了离散元仿真模型,并采用离散元仿真试验的方法优化犁壁的结构设计参数,田间试验对优化后的犁体的粘附量,耕作阻力和耕作质量与优化前进行对比。主要研究内容和研究结论如下:（1）土壤物料参数测定。本研究以石河子地区易于粘附土壤为研究对象,测定了土壤的物料参数和土壤与65Mn之间接触参数,主要包括:土壤粒径、密度、含水率、坚实度、剪切强度、土壤-65Mn静摩擦系数、土壤-65Mn斜坡滚动距离、堆积角,为后续犁体的离散元仿真参数试验提供参考。（2）犁壁优化设计与力学性能分析。依据水平直元线法,设计了适合耕速10km/h,耕深30cm,耕宽为45cm的犁壁,并对犁壁进行了非连续的优化设计。分析犁壁受力情况,犁壁曲面在x、y、z方向上的受土壤作用的合力,与导曲线的形状以及元线角的变化规律有关系。（3）土壤离散元模型的标定和犁壁结构参数的离散元仿真优化。分别以土-65Mn和土-土的恢复系数、静摩擦系数、动摩擦系数、JKR表面能为因素,以滚动距离、堆积角、凝聚力、内摩擦角为指标,优化得到土-65Mn接触参数为:恢复系数0.51、静摩擦系数0.56、动摩擦系数0.08、JKR表面能4.12,土-土接触参数为:恢复系数0.57、静摩擦系数0.65、动摩擦系数0.23、JKR表面能4.49。结构优化仿真试验分为单因素试验和多因素正交试验,单因素试验以导曲线开度、扣垡角、元线角变化量、镂空比、翼边线倾角为因素,土壤粘附量和横移准确率为指标,确定导曲线开度、扣垡角、元线角变化量、镂空比、翼边线倾角的优化范围分别为:233mm～405mm、3°～13°、10°～20°、0.23、37.5°。通过三因素三水平的正交试验,结果表明:导曲线开度、扣垡角、元线角变化量均对土壤粘附量极显著。经过优化后结构参数组合为:导曲线开度259.16mm、扣垡角12.89°、元线角变化量10.75°、镂空比0.23、翼边线倾角37.5°,在该参数组合下,犁体的粘附量为9.07Kg。（4）田间验证试验。利用田间试验验证了优化后犁体相对于优化前犁体的减粘率和减阻率以及耕作质量。结果表明:优化后犁体相对于优化前犁体减粘率33.12%,减阻率为4.32%,耕作质量无明显差异,优化后犁体的耕深稳定性、耕宽稳定性、植被和残茬覆盖率、碎土率均处于一个较高水平。