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摘要
水稻秸秆与土壤翻埋过程是影响秸秆还田的重要因素。在前期建立的还田刀辊—土壤—水稻秸秆三者仿真互作模型的基础上，进一步研究土壤颗粒的运动状态。在耕深为20 cm、刀轴旋转速度为240 r/min、单位秸秆量为3.5 kg/m2时，以秸秆翻埋率和还田深度为指标，分别进行仿真与室内模拟试验，翻埋率分别为87.5%、86.7%,还田深度分别为19.16 cm、18.68 cm,模拟试验验证仿真试验的有效性。仿真结果显示所标定颗粒152658与刀辊接触时，开始向后下方位移，到达最低点后随着刀辊的旋转向后上方抛洒，此时运动轨迹近似抛物线，随后在重力作用下回落到地表，与其他颗粒碰撞产生波动，直至最终停下。通过随机标定颗粒研究土壤受力情况，结果表明：当弯刀在开始接触土壤颗粒时，颗粒X、Y、Z方向受力均直线上升，最大值分别为15.61 N、37.2 N、50.37 N,直到该土壤颗粒团被弯刀切碎后，力逐渐下降为0。同理标定秸秆颗粒45 681,分析其运动轨迹，仿真结果表明：起初土壤颗粒对秸秆速度产生促进和抑制双重作用，随着土壤回落地表，秸秆在土层下主要受到土壤摩擦作用，直至秸秆速度降为0。仿真分析从微观角度揭示弯刀对秸秆翻埋还田的工作机理，为部件优化设计提供理论支持。
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