仿生松土镢有限元分析：ANSYS/LS-DYNA模拟

"基于ANSYS/LS-DYNA的仿生松土镢有限元分析" 本文主要探讨了在农业机械设备设计中的一个重要课题——松土镢的优化设计。松土机是农业生产中用于土壤翻松的机械，其核心部件松土镢的设计直接影响到工作效率和能耗。作者林玉龙和尹丽娟通过采用仿生学方法，针对传统松土镢进行改进，旨在提高松土质量和效率。 仿生设计灵感来源于蝼蛄的前足爪趾，这种生物结构在挖掘土壤时表现出优异的力学性能和减阻特性。利用Pro/E软件，研究人员构建了仿生松土镢的三维模型，该模型结合了自然界的高效设计，旨在减少土壤切削过程中的阻力和增强机械强度。 接下来，研究团队运用ANSYS/LS-DYNA这一高级的有限元分析工具进行了数值仿真。LS-DYNA以其强大的非线性动态分析能力，能够准确模拟复杂机械系统的动态行为，包括切削土壤过程中的接触、冲击和变形等问题。通过对比传统松土镢与仿生松土镢的有限元仿真实验，分析了两种设计在切削阻力、支座反力、最大等效应力和变形量等方面的表现。 结果显示，仿生松土镢在多个方面展现出优越性：总切削阻力较小，这意味着它在工作时需要施加的力更少，从而降低能耗；支座反力也相对较低，这有助于减轻机械系统的负荷，提高设备寿命；最大等效应力和变形量小，表明仿生松土镢在结构强度上更为优秀，具有更高的安全系数。这些优势使得仿生松土镢在实际应用中不仅操作省力，还能有效提高松土效率，减少土壤对设备的磨损。 关键词涵盖了仿生设计、有限元仿真、切削阻力和力学性能，这些是本研究的核心内容。仿生学的应用为农业工程带来了创新思路，而有限元分析技术则提供了验证和优化设计的科学手段。该研究对于农业机械的设计改进具有重要的指导意义，有望推动农业机械化进程，降低劳动强度，提升农业生产效率。