针对气吹式深松机阻力大,耗能高的问题,通过对气吹式深松整机的振动特性与模态分析,提出了整机的优化改进方案,并重新设计气吹式深松铲,运用响应面方法获得最优铲形,进行土槽试验验证,并对比了新型深松铲的深松效果。具体研究如下。（1）从模态与整机振动的角度出发,优化前气吹式深松机的外部激励源为常柴ZS1115单缸直喷式发动机与空气压缩机主机,田间试验中柴油机转速为1100r/min激励频率为19Hz,额定转速下的激励频率为37Hz与10.5Hz,为了避开气吹式深松机整机固有频率（1-3阶为24.13-37.36Hz）,减少共振对机器部件的损伤。以避开第一阶固有频率为目标进行优化设计。优化后去除柴油发动机,改用转向器与拖拉机动力输出轴相连接的方式来提供空气压缩机的动力。（2）对气吹式深松铲进行受力分析,根据受力分析可知,影响深松铲阻力的主要结构性因素有气压大小、铲面的形状、土壤扰动系数。根据影响深松铲阻力的结构参数设计新型的气吹式深松铲,并对新型深松铲进行模态仿真分析,与原有深松铲相比,新型深松铲模态提高了58.2%,结构可靠性大大提升。（3）EDEM仿真分析中,土壤的物理参数决定着离散元仿真的准确性,为了准确地获得土壤的物理参数,对从大田取回的土壤进行虚拟标定,首先筛选对堆积角影响显著的物理参数,最终运用优化功能,得到土壤的最优参数组合。将最后参数输入EDEM中仿真,得到仿真结果与实际堆积角试验对比发现,堆积角角度与堆积的形态上有很高的相似性。（4）对新型深松铲进行模态仿真与EDEM-CFD耦合仿真分析,清晰地了解了土壤颗粒的运动过程,在新型气吹式深松铲加压工作时,高压气体对土壤颗粒的扰动相比原深松铲更大。（5）对新设计新型气吹式深松铲进行土槽试验,深松前后土壤容重明显下降,深松前比深松后土壤容重下降了11.1%。通过土槽试验最终得到新型深松铲的牵引阻力比原有深松铲牵引阻力减小了44.08%。经过计算分析可得深松比阻SDF减小12.7%。