目前,在建立木薯块根拔起系统仿真模型,开展动力学仿真研究时,将木薯块根生长的耕作层土壤看做一个整体,将木薯块根特定生长深度的土壤物理参数的平均值作为耕作层土壤的建模材料参数。但是,木薯种植地耕作层土壤的硬度随深度变化较大,不同深度的土壤物理参数变化较大,以木薯块根特定生长深度土壤的物理参数的平均值作为土壤的建模材料参数进行建模,其精度受到较大影响;同时,耕作层表层土壤易碎,其建模材料参数弹性模量较难采用物理方法测定。因此,进行建模材料参数弹性模量的反求,开展基于土壤分层的木薯块根拔起系统建模方法研究,对提高木薯块根拔起过程的动力学仿真精度和指导木薯收获机械的深入研究具有重要意义。本文首先以广西武鸣县木薯种植田为试验点,采用随机抽样、多点测量的试验方法,测定了该地区木薯种植地耕作层土壤不同深度土层的土壤硬度,通过回归分析,建立耕作层土壤硬度与土层深度的数学模型,分析了耕作层土壤硬度随深度的变化规律。然后,采用Lagrange和Smoothed particle hydrodynamics的耦合方法,建立硬度测试系统动力学仿真模型,对建模材料参数弹性模量进行了反求。最后,采用分层建模的方法,建立基于土壤分层的木薯块根拔起系统动力学仿真模型,且对其进行了验证。结果表明:木薯种植地耕作层土壤硬度随土壤深度增加的数学模型按三次方关系变化;建模材料参数弹性模量的反求方法可行,反求参数准确度较高;采用土壤分层建模方法建立的木薯块根拔起系统动力学仿真模型精度较高。