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旋耕刀作為旋耕機(jī)的重要部件，一直是旋耕機(jī)設(shè)計(jì)者研究的主要內(nèi)容。旋耕刀是旋耕機(jī)的主要部件和易損件，其產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)旋耕機(jī)的耕地質(zhì)量、工作可靠性和功率消耗等重要指標(biāo)影響很大。因此，提高效率、降低功耗是旋耕刀設(shè)計(jì)的兩個(gè)主要目標(biāo)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，旋耕刀的設(shè)計(jì)研究手段也發(fā)生了變化，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)已逐步被引用到旋耕刀的設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域。
運(yùn)用SolidWorks軟件對(duì)旋耕機(jī)的旋耕刀的有限元分析有利于改善對(duì)于旋耕刀的設(shè)計(jì)，從而更好地提高旋耕機(jī)的效率。本研究利用SolidWorks的插件Simulation進(jìn)行旋耕刀的有限元分析。對(duì)旋耕刀模型進(jìn)行基本的簡(jiǎn)化處理后，在正切刃處施加法向均布載荷、載荷以及約束信息。
在網(wǎng)格劃分時(shí)，結(jié)合局部細(xì)化功能并考慮應(yīng)力集中的影響，在刀尖、刀根部聯(lián)接等刀具曲線突變處采用手動(dòng)控制單元尺寸，在應(yīng)力集中處以及重要的地方使用較密的網(wǎng)格，其他地方盡量使用較稀的網(wǎng)格，在插件Simulation中進(jìn)行有限元分析得到分析結(jié)果。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)己逐漸被引用到旋耕刀的設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，運(yùn)用三維軟件進(jìn)行刀具的實(shí)體建模與力學(xué)分析是設(shè)計(jì)研究旋耕機(jī)的一個(gè)重點(diǎn)。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，針對(duì)于己知刀具各部分曲線方程以及各部分參數(shù)對(duì)旋耕刀進(jìn)行建模。
旋耕刀作為農(nóng)業(yè)中的常用標(biāo)準(zhǔn)件早己批量生產(chǎn)，現(xiàn)在市場(chǎng)供應(yīng)的旋耕刀有各種類(lèi)型。
有限元分析是指利用數(shù)學(xué)近似的方法對(duì)真實(shí)物理系統(tǒng)(幾何和載荷工況)進(jìn)行模擬，再利用簡(jiǎn)單而又相互作用的元素，即單元，就可以用有限數(shù)量的未知量去逼近無(wú)限未知量的真實(shí)系統(tǒng)。有限元模型由單元和節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，將復(fù)雜的幾何模型離散分解成許多簡(jiǎn)單的小塊。而SolidWorks中的Simulation就是專(zhuān)門(mén)用于零部件的有限元分析的插件，通過(guò)有限元分析可用合理的時(shí)間與較少的設(shè)計(jì)迭代次數(shù)跟蹤更多的設(shè)計(jì)。
旋耕刀作為旋耕機(jī)的主要零件，通過(guò)旋轉(zhuǎn)和前進(jìn)運(yùn)動(dòng)，直接對(duì)未犁耕或己犁耕過(guò)的田地進(jìn)行耕、耙作業(yè)，是重要的易損件。旋耕刀的要求是強(qiáng)度高、韌性好，即不但耐磨損，而且當(dāng)碰著磚頭、石塊等時(shí)一般不致折斷和彎曲。由于應(yīng)力大小與材料本身的性質(zhì)和幾何成型有關(guān)，所以在有限元分析之前必須選定材料。我國(guó)的旋耕刀的原材料最好，是典型的彈簧鋼。旋耕刀的強(qiáng)度主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面，即耐磨性和抗折強(qiáng)度�？拐蹚�(qiáng)度即抗折斷和抗彎曲能力，本研究對(duì)旋耕刀的有限元分析只考慮靜態(tài)情況。
利用SolidWorks中提供的插件Simulation功能，可以很容易地把構(gòu)件在受載狀況下的應(yīng)力分布分析出來(lái)，會(huì)生成相應(yīng)的分析圖。此功能操作簡(jiǎn)單，分析準(zhǔn)確，出圖清晰。結(jié)果分析需要考慮以下因素：①各種假設(shè)，如在靜態(tài)分析中的材料線性假設(shè)、小變形假設(shè)、靜態(tài)載荷假設(shè)；②簡(jiǎn)化約定；③前面三步中產(chǎn)生的誤差，如建模誤差(也稱(chēng)理想化誤差)、離散誤差(劃分網(wǎng)格的誤差)、數(shù)值誤差(求解過(guò)程的誤差)。在這3種誤差當(dāng)中，只有離散化誤差是FEA特有的，故只有這個(gè)誤差能夠在使用FEA時(shí)被控制一網(wǎng)格單元越小，離散誤差越低，影響數(shù)學(xué)幾何模型的建模誤差，是在FEA之前引入的，故只能通過(guò)正確的建模技術(shù)來(lái)控制，數(shù)值誤差(求解誤差)是在計(jì)算過(guò)程中產(chǎn)生的，難于控制，但它們通常比較小。
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