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。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。实验测量的数据包括土壤对钻头的铅垂阻力和扭转力矩。将实验得到的数据做统计平均处理， （2）挖坑机钻头的有限元数值研究 2.3 拟解决的关键问题 （1）如何通过相关土力学试验确定砂土的离散元模拟物性参数，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。
拟采取的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。
其次，为了数值计算时考虑土壤对钻头的真实作用，将实验得到的土壤对钻头的作用力（包括铅垂阻力与扭转力矩）与时间的函数关系，作为非线性荷载，施加到钻头螺旋翼片的有限元模型上。由于钻头的运动为边旋转边直线下降，因此在土壤作用力加载的时候。
