旋耕刀曲面典型形状的研究

给出了描述旋耕刀曲面形状特征的３个角度参数：滑切角、起土角及偏切角，对比研究了日本典型旋耕刀ＦＴ８０３及Ｙ１５１和我国国家标准旋耕刀ⅡＴ２４５的这３个角度参数值，指出了旋耕刀曲面形状对其耕作性能和功耗的影响。     

旋耕力曲面典型形状的研究

给出了描述旋耕刀曲面形状特征的３个角度参数：滑切角、起土角及偏切角，对比研究了日本典型旋耕刀ＦＴ８０３及Ｙ１５１和我国标准旋耕刀ⅡＴ２４５的这３个角度参数值，拽出了旋耕刀曲面形状对其耕作性能和功耗的影响。     

基于COSMOS的还田机械旋耕刀弯折角优化

弯折角是影响还田机械旋耕刀质量以及旋耕刀辊功率消耗的重要参数.为减少旋耕刀质量,降低旋耕刀辊功耗,利用有限元软件cosMOsWorks对旋耕刀弯折角进行优化分析,研究了不同弯折角时旋耕刀质量及应力分布关系.研究结果表明,旋耕刀弯折角最佳取值范围为125°～130°.经动力仿真分析验证,旋耕刀辊的功耗也得到了降低.     

基于FEM-SPH耦合算法的土壤切削仿真研究

建立了旋耕刀和土壤的FEM-SPH耦合仿真模型,基于FEM-SPH耦合算法,采用MAT147土壤材料和国家标准Ⅲ型旋耕刀,结合LS-DYNA971求解器,对土壤切削仿真进行了研究。对旋耕刀切削土壤的耕作过程进行了数值仿真模拟分析,得到了切削力和切土能耗随时间的变化曲线;计算出旋耕刀单刀切土扭矩为8.75N·m,与试验结果接近。通过正交试验分析,耕作深度为主导因子,对切土功率影响较大,调整耕作深度可有效降低土壤切削的功耗,提高耕作效率。研究表明:FEM-SPH耦合算法可有效应用于土壤切削仿真,可为研究土壤的破碎机理和耕作器具的优化设计提供理论依据。     

高速摄影法研究旋耕刀抛土特性

用高速摄影法对２种日本旋耕刀的三维抛土特性进行了实验研究，建立了基于１台高速摄影机的摄影图像分析土块三维运动的判读方法。提出了旋耕机整机抛土模式。指出了提高旋耕机翻土性能的局限性和降低旋耕功耗的途径。     

基于离散元法的立式旋耕刀耕整作业性能仿真研究

立式旋耕刀作为旋耕机的关键作业部件,其对土壤的作用效果与自身的功耗损失将直接影响旋耕机的作业质量与工作效率。为探究立式旋耕刀与土壤颗粒间的作用机理,获得刀具的最佳结构参数及作业参数,提高旋耕机的作业质量,达到满足耕整作业农艺要求的碎土整平效果,通过构建不同结构形式的旋耕刀三维模型,搭建旋耕刀-土壤间作用的离散元模型,对单把立式旋耕刀作业时的受力情况及土壤颗粒的破碎搅拌情况进行分析,并进行系列试验。同时,通过极差分析获得工作参数对旋耕刀作业的影响作用规律,并采用受力、扭矩以及抛土碎土效果等多项指标,对不同结构形式旋耕刀自身损耗及对土壤颗粒的影响规律进行深入分析,以期研究出能够适应不同土壤结构环境及农艺模式需要的最佳旋耕刀结构及相关参数,为后续研究与试验提供理论参考。     

旋耕机作业参数设计对拖拉机功耗的影响研究

本课题研究了旋耕机作业参数对拖拉机功耗的影响关系,建立旋耕机作业参数对拖拉机功耗影响的数学模型,以旋耕机作业耕深、作业推进速度、刀辊转速为影响因子设计正交试验,试验结果表明:影响拖拉机功耗的各因素主次顺序为作业前进速度、刀辊转速、作业耕深。考虑旋耕作业质量与旋耕作业效率前提下,较优的旋耕作业参数为:作业推进速度2.9km/h,刀辊转速275r/min,耕深为210mm时,功耗值77.3kW,碎土率达到85%。通过数据分析软件对旋耕机作业参数与功耗建立回归方程,回归方程相关性高,有效反应了各试验因素与功耗之间的影响关系。研究结果为旋耕机结构参数设计、拖拉机动力匹配等工作提供了参考依据。     

反转旋耕刀正切面分析及参数选择

为提高反转旋耕刀的性能，根据旋耕刀运动的特点，从旋耕刀几何学及切削角度方面出发，对反转旋耕刀正切面角度及对磨刃面的影响进行了分析。提出：由于反转旋耕时旋耕刀的变隙角小于正转旋耕，使得反转旋耕刀的切土角和隙角大于正转旋耕刀；在同样结构参数、运动参数及切土条件下，反转旋耕刀的安装角应比正转旋耕刀小一些；反转旋耕时，刀辊转速宜取高一些。由于上述原因，会造成反转旋耕刀的切土阻力较大。     

基于ANSYS/LS——DYNA的旋耕刀强度和功耗研究

目前,旋耕刀的功耗研究主要基于ANSYS/LS—DYNA进行,旋耕刀强度分析则主要通过静力学分析完成,这与刀具实际工作时的受力状态仍有一定的差距。因此,为同时得到旋耕刀切削土壤过程中刀具应力的动态变化、刀具切削力及切土功率,利用ANSYS/LS—DYNA,采用单元组合法,对旋耕弯刀切削土壤的过程进行数值模拟。数值仿真结果表明:切削过程稳定进行时,刀具所受应力最大值为5.67×10~8 Pa,刀具与刀座的连接处容易产生应力集中,刀具的最大切削力为433.9N,由刀具转动时受到的最大扭矩求得切土峰值功率为1.66kW,与理论分析得到的刀具切削力和切土功率相近。研究结果为旋耕刀的结构参数优化设计提供指导并为旋转耕作类机械切削土壤的数值模拟仿真提供参考。     

斜置旋耕试验研究

在自行研制的斜置旋耕试验台上 ,分别采用国标旋耕刀和斜置旋耕刀进行了斜置旋耕试验 ,得到了水平分力、垂直分力、轴向分力、比功耗等参数随台车前进速度、刀辊转速和斜置角变化的规律     

不同旋耕刀的转矩变化与耕作比能

本文研究了在泰国常见的3种旋耕刀（日式C型刀片、欧式C型刀片以及欧式L型刀片）的转矩特性和耕作比能,以便开发一种适合于泰国播前整地的旋耕刀。在实验室土壤槽中进行了相关试验,在沙质壤土和粘质土壤中,刀片的前进速度分别为0.034、0.069m/s,而转速为150、218、278和348r/min。结果表明,刀片的形状影响转矩特性和耕作比能。对于日式刀片,由于是其纵向弯曲部分先耕土,耕作转矩的增加比其他两种刀片要小。对于欧式刀片,延纵向和顶端的弯曲部分首先作用于土体。转矩的周期性变化非常明显,对于两种欧式刀片更是如此。试验表明,日式C型刀片的耕作比能最高,而欧式L型刀片的耕作比能最低。      

深松与旋耕组合作业机具的开发

根据拖拉机农具机组匹配理论研制出与中等功率轮式拖拉机配套,能进行深松、旋耕组合作业的机具。以单位耕作面积所消耗的功率等参数进行机具总体参数的计算,对机具作了动力学分析,并进行了单独深松、单独旋耕以及组合工况的试验。试验表明,机具深松扰动影响宽度和旋耕宽度相匹配,旋耕作业时波动范围较小,偏牵引力矩对拖拉机行驶稳定性基本没有影响,所设计的组合作业机具能对农田实施保护性耕作。     

旋耕深松联合作业的功率消耗研究

根据拖拉机-农具机组匹配理论研制出与中等功率拖拉机配套的深松、旋耕组合作业机具。以单位耕作面积消耗功率和单位面积所需牵引力等为参数进行机具设计,对机具进行了单独旋耕、单独深松以及组合工况的试验,试实验表明确定的单位耕作面积消耗功率值等参数可以作为机具总体参数计算的依据。联合作业时机具功率消耗小于旋耕和深松单独作业所消耗的功率之和,从而降低了能源消耗。     

斜置旋转耕耘机三维仿真研究

利用基于对象理论的斜置旋耕机械工作过程三维仿真系统，研究了牵引速度、刀滚转速、斜置角和相位角等参数对斜置旋耕过程的影响，对单刀、单列旋耕刀、位于同一螺旋线上旋耕刀和整个刀滚的切土进行了仿真，在此基础上，探讨了斜置旋耕的基本工作机理，提出了斜置旋耕的基本约束关系。     

浅述旋耕刀设计技术的发展

我国是一个农业大国,旋耕机是主要的农田耕作机械.旋耕刀作为旋耕机的重要部件,一直是旋耕机设计者研究的主要内容[1].提高效率、降低功耗是旋耕刀设计的两个主要目标.针对这两个目标,浅述了国内外的主要研究成果.随着科学技术的发展,旋耕刀的设计研究手段也发生了变化,以计算机模拟技术和网络CAD系统为例,来说明数字化设计技术已逐步被引用到旋耕刀的设计制造领域.数字化设计技术将会使旋耕刀的设计及制造发生革命性的变化.     

基于离散元法的立式旋耕刀工作参数分析与优化#br# #br#

为探究立式旋耕刀作业参数对其受力情况及碎土效果的影响，建立立式旋耕刀作业的离散元模型，并对其所受阻力、扭矩的变化规律进行分析；通过设计正交试验，得到立式旋耕刀工作参数对其阻力、扭矩、作业功率及碎土率的影响，并建立相应的预测模型。通过响应面分析和预测模型对立式旋耕刀作业功率和碎土率进行参数优化，得到最佳工作参数为：前进速度1.2 m/s，刀具转速307.141 r/min，耕深25 cm，模型预测立式旋耕刀作业功率为7.042 kW，碎土率为8085%。将最佳工作参数代入仿真试验，对比试验数据得到功率的模型预测值与仿真值间的相对误差为3.97%，碎土率的相对误差为3.45%，验证了预测模型的可用性。     

反转旋耕刀滑切角分析与计算

对反转旋耕刀滑切角的分析与计算表明：反转旋耕刀滑切角的意义及方程与正转旋耕刀相同，可以按照统一的方法描述旋耕刀滑切角的特性，并计算其大小。由于工作范围不同，反转旋耕刀滑切角是从大逐渐减小的，其变化规律与正耕刀不同。如果反旋刀入土时不能满足滑切要求，则在整个切土过程中都不满足滑切要求。在切土阶段，反转旋耕刀的动态滑切角大于正转旋耕刀，但由于反转旋耕切草类似于无支承切割以及反旋刀抛土性能差等特点，反转旋耕刀的缠草总是仍然比较突出。