摘要：为获取正弦指数曲线型开沟刀片的最佳结构参数，依据正弦指数曲线方程和二次正交旋转中心组合设计方案，设计了15种型式的开沟刀片，并进行土槽试验。以弯折角、弯曲半径、切土角为影响因子，以功率消耗和沟深稳定性系数为响应值，利用Design—Expert8．0．6软件进行回归分析和响应面分析，探求单因子及交互因子对响应值的影响效应，并结合非线性优化计算方法，对正弦指数曲线型开沟刀片的结构参数进行优化计算。结果表明：在土壤坚实度为0．29MPa、土壤含水率16．2％的条件下，各因子对功率消耗的影响贡献由大到小为：弯折角、切土角、弯曲半径；对沟深稳定性系数的影响贡献由大到小为：切土角、弯折角、弯曲半径。优化所得正弦指数曲线型开沟刀片最佳结构参数：弯折角为86．75°，弯曲半径为12mm，切土角为13．8°，此时功率消耗理论最小值为32．32kW，沟深稳定性系数为95．6％，验证试验表明功率消耗最小值为34．27kW，沟深稳定性系数为92．82％，理论值与试验值误差小于10％，验证了回归模型的正确性。将优化前、后和现有开沟刀片在2种不同土壤条件下进行对比试验，结果表明优化后刀片的功率消耗比优化前分别下降4．28kW和4．23kW，沟深稳定性系数分别提高7．12个百分点和7．02个百分点，比现有开沟刀片下降7．68kW和6．91kW，沟深稳定性系数提高14．34个百分点和8．34个百分点。研究成果为正弦指数曲线型开沟刀片的优化设计提供了理论参考。

关键词：开沟刀片 正弦指数曲线 土槽试验 参数优化 

单位：中国农业机械化科学研究院; 北京100083; 新疆农垦科学院机械装备研究所; 石河子832000; 南方粮油作物协同创新中心; 长沙410128; 现代农装科技股份有限公司; 北京100083