在收獲機(jī)切割蔬菜試驗(yàn)過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)切割斷口不平齊、收獲效果不佳等問(wèn)題。為使設(shè)施蔬菜能夠獲得較好的收獲效果，同時(shí)提高整機(jī)的可靠性，大多數(shù)研究致力于優(yōu)化收獲過(guò)程中刀具切割蔬菜莖部的影響因素，但未能從切割機(jī)理上進(jìn)行更深層次研究，而是更偏向于通過(guò)參數(shù)優(yōu)化來(lái)解決工程問(wèn)題。

為深入研究設(shè)施蔬菜收獲機(jī)拉拔切割過(guò)程的力學(xué)特性及切割機(jī)理，該文以生菜根莖部為蔬菜收獲機(jī)切割特例，自行設(shè)計(jì)和改造了一臺(tái)蔬菜根莖部切割裝置，可對(duì)切割力和刀具位移進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，并對(duì)處于拉拔狀態(tài)下的生菜根莖部進(jìn)行了切割試驗(yàn)。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析，將整個(gè)切割過(guò)程分為形變階段、破裂階段和切割階段。利用能量平衡理論分析了各個(gè)階段能量之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。利用指數(shù)函數(shù)對(duì)變形階段切割力進(jìn)行了數(shù)學(xué)擬合建模，誤差在-5.3%～7.8%之間；利用能量法分析推導(dǎo)了切割階段的切割力數(shù)學(xué)模型，誤差在-9.6%～8.2%之間；破裂階段的切割力模型簡(jiǎn)化為直線減小。試驗(yàn)和模型所得切割力曲線能很好地吻合，證明了對(duì)生菜根莖部切割過(guò)程建模的正確性。

結(jié)果表明：拉拔力有利于減小切割階段的切割力，但過(guò)大的拉拔力容易導(dǎo)致切割斷口不平齊、收獲效果不佳。該研究結(jié)果有助于理解蔬菜根莖部切割特性及其切割機(jī)理，可為今后改進(jìn)蔬菜切割裝置提供參考。