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园林育苗挖坑机的研究内容、研究目标，以及拟解决的关键问题 2.1 研究目标  针对机械化植树技术体系，通过研究植树挖坑机的钻头在砂土挖坑作业过程中旋转速度和下降深度对土壤阻力的影响，准确把握其内在规律，一方面通过试验来初步分析，获得土壤对钻头作用力的统计学模型；然后采用有限元法对挖坑机钻头进行与试验相对应的数值计算，理论与实际结合，对挖坑机钻头贯入土壤过程钻头动态变形进行深入研究，建立其相互作用的数值模型，为植树挖坑机钻头的工作动态参数选择以及挖坑机的设计改进提供基础理论依据。   2.2 研究内容  植树挖坑机动力消耗的影响因素主要有钻头贯入速度、坑径、坑深和土壤物性等。

挖沙专用挖坑机本项目的研究内容包括实验与数值两部分，先进行挖坑机的挖坑实验，然后以实验所得力学数据为基础，再对钻头进行有限元法静态和动态数值分析，最后结合实验，将实验结果与数值计算结果进行定性和定量综合分析，得到土壤—钻头相互作用的数值模型。具体研究内容如下：  （1）挖坑机钻头挖坑实验研究  在实验室的土槽里，对钻头挖坑情景进行1：1的实验研究。由于土壤条件是影响挖坑机钻头动态工作参数的一个重要因素，因此在实验时，拟使用林业生产中常见的砂土、粘土和石质山地土三种典型的土壤类型，每种土壤在实验时均采用不同的湿度和硬度，先做单因素实验，再做正交实验。​

建立砂土的离散元力学模型；  （2）首先通过试验找出砂土阻力随着挖坑机钻头转速和贯入深度变化的变化规律，然后在理论分析基础上归纳出砂土阻力—转速和砂土阻力—深度的数学函数关系； （3）   3、 拟采取的挖坑机研究方案及可行性分析研究方案及可行性分析（研究方案，技术路线，组织实施方案及可行性分析） 3.1 研究方案与技术路线  （1）挖坑机钻头挖坑实验 首先，取每种实验用土进行配水及搅拌以达到实验要求的含水率，然后进行土壤装填及夯实。夯实过程利用硬度计，保证每次实验土槽内土壤硬度基本一致。  其次，调整数据采集系统及其他实验装置，准备就绪后开始正式挖土实验。实验过程及最终挖坑质量由摄像机拍摄。

实验过程中，每一组实验需重复2-3次，以消除由于土样配置所产生的测量误差。植树挖坑机实验考虑的影响因素及其水平如表1所示。    表1 实验中影响因素及其水平列表   钻头转速(r/min)  土壤类型 土壤硬度(kg/cm2 )  1 55 砂土 10 2 110 粘土 20 3  165  石质山地  30     （2）对钻头动态工作进行有限元分析  首先，对果园施肥挖坑机钻头进行数值建模。ANSYS的几何建模功能不如其他建模软件功能强大，而且，ANSYS具有与其他建模软件的接口，因此建模使用的绿化环保挖坑机软件。