摆式犁体是高速铧式犁重要的耕作部件,其上铧尖/胫刃是摆式犁体最关键的作业部位。铧尖/胫刃区由于犁体高速梭式耕作诱发的凿削耕犁损伤,已严重影响犁体的切削寿命,是业内一挑战性课题。有研究发现,铧尖/胫刃区出现的凿削耕犁损伤与犁体承受的犁耕阻力密切相关。因此,研究多工况、梭式高速耕作条件下摆式犁体承受的犁耕阻力非常重要。为此,本文的主要研究工作如下:1、摆式犁体犁耕阻力影响因素的研究研发摆式犁体运动学分析模型,研究犁体耕作动力学特性;测量典型土壤物化参数,研发犁体-土壤交互作用计算模型;研究多工况、梭式高速耕作条件下摆式犁犁耕阻力大小及分布,以揭示摆式犁体犁耕阻力主要影响因素。2、摆式犁体凿削耕犁损伤数值分析模型的研究研究确定犁体凿削耕犁损伤力学模型关键参数;研究犁体磨损率变化规律,并以此进一步研究确定摆式犁体凿削耕犁损伤力学分析模型;研发摆式犁体耕犁损伤数值分析模型,数值预测犁体铧尖/胫刃区犁耕损伤的变化状况,进行试验比对,以验证摆式犁体凿削耕犁损伤数值分析模型的正确性。3、摆式犁铧尖区凿削耕犁损伤机制数值研究研究复杂外场、不同工况条件下,摆式犁铧尖区凿削耕犁损伤的状况;研究铧尖区复杂外场、不同工况条件下,温度、应力及应变分布和演化;研究铧尖区耕作温度、应力应变与其凿削耕犁损伤间定性定量关系,以揭示摆式犁铧尖区凿削耕犁损伤的力学机制。4、摆式犁胫刃区凿削耕犁损伤机制数值研究研究复杂外场、不同工况条件下,摆式犁胫刃区凿削耕犁损伤的状况;研究胫刃区复杂外场、不同工况条件下,温度、应力及应变分布和演化;研究胫刃区耕作温度、应力应变与其凿削耕犁损伤间定性定量关系,以揭示摆式犁胫刃区凿削耕犁损伤的力学机制。本文基于多体动力学耦合有限元分析的数值方法,研究影响摆式犁体犁耕阻力的关键影响因素,并以此采用金属切削力学思想,首次研发摆式犁体凿削耕犁损伤数值分析模型,研究复杂外场、不同工况条件下,摆式犁铧尖/胫刃区凿削耕犁损伤的力学机制。研究结果为延长高速犁体耕作寿命、提高其耕耘性能提供了较好的理论线索。