凸齿镇压器作业过程的运动学与动力学分析

[目的]基于理论推导建立凸齿镇压器作业过程中的运动学和动力学模型。[方法]根据运动学中刚体做平面运动的瞬心定理和牵连运动为平动时质点的加速度合成定理,建立凸齿镇压器在不同工作阶段的运动参数模型;根据动力学中的动量定理、动能定理和冲量定理,建立凸齿镇压器工作状态中所需牵引力、凸齿与地面作用瞬间产生的冲击力和冲击能的参数模型。[结果]凸齿镇压器作业过程中所需的牵引力随着凸齿镇压器的自身质量和滚动阻力系数的增加而增大,而凸齿镇压器转动惯量的增加会降低凸齿镇压器所需牵引力;冲击过程中,凸齿镇压器的牵引速度越大、质量和转动惯量越大、冲击时间越短,则冲击力越大;凸齿镇压器冲击土壤时的冲击能随着凸齿的转动惯量、质量和质心竖直向下移动距离的提高而增加,而随土壤的弹性系数与土壤的塑性变形量的增加而减小。[结论]建立了凸齿镇压器在不同工作状态下运动学及动力学模型,分析并揭示了凸齿镇压器结构参数与运动参数间的相互联系,探索了凸齿镇压器冲击土壤的特征规律,为设计和优化其结构参数和运动参数提供了理论依据。     

东方蝼蛄膜翅表面形态与润湿性

利用扫描电镜分析了东方蝼蛄膜翅的表面形态.在OCA20型接触角测量仪上测量了水与东方蝼蛄膜翅展开表面各部位的接触角,分析了东方蝼蛄膜翅表面几何微结构与润湿性的关系.研究表明,东方蝼蛄膜翅展开后各部位的几何微结构各不相同,水与东方蝼蛄膜翅展开表面各部位的接触角平均值为94.4°～118.6°,表现出疏水性能.东方蝼蛄膜翅表面几何微结构与疏水性能的综合作用是其折叠后表面不沾土壤和水的重要机理.     

土壤颗粒尺寸分布分维及对粘附行为的影响

依据Tyler和Wheatcraft推导的土壤颗粒累积质量—尺寸标度关系,计算了我国主要土壤的颗粒尺寸分布(PSD)分维,结果表明:淡栗钙土、黄绵土、黑垆土、褐土((土娄)土)、潮土、灰漠土、黑土、黄棕壤、黄壤、红壤及赤红壤(砖红壤)的PSD分维依次增大,土壤粘粒含量增加使其PSD分维增大。结合上壤颗粒表面分形特性及土壤粘附的基本原理,探讨了土壤PSD分维对土壤—固体表面粘附行为的影响。PSD分维高的土壤与固体表面粘附力大,与固体表面发生明显粘附的起始含水量提高,发生明显粘附的含水量区间增宽。     

鸡肉的力学参数与其新鲜度关系的数学模型

根据连续多天对鸡胸脯肉挥发性盐基氮和力学参数的测量结果,分析了挥发性盐基氮与鸡胸脯肉力学参数的相关性,发现回弹量和功耗比与挥发性盐基氮的相关性较大。通过分析各力学参数间的关系,建立了鸡肉的力学参数与其新鲜度的数学模型,为建立快速而准确地检验肉品新鲜度提供了一种简单有效的方法。     

两种高聚物减粘材料在自由式磨料磨损中的分形特性

减粘材料超高分子量聚乙烯 ( UHMWPE)和聚四氟乙烯 ( PTFE)在自由式磨料磨损中 ,自由磨料对固体表面层的磨损作用带有一定的随机性 ,其磨损表面形貌是不规则的 ,这种具有随机性的不规则磨损表面形貌有着一定尺寸范围内的分形结构。利用分形几何学理论与方法探讨自由磨料对减粘材料UHMWPE和 PTFE的分形维数特征 ,为定量地评价两种高聚物自由式磨料磨损表面特征提供了一种新的方法。本文利用 SEM线扫描方法测量了两种材料 UHMWPE和 PTFE及其对比材料 45钢磨损表面粗糙度 ,并利用分形几何学原理初步探讨了在两种不同滑动速度和两…     

仿生布利冈结构农机耐磨触土部件设计与试验

针对农机触土部件易磨损失效这一难题，该研究设计了一种仿生布利冈结构件，并对其磨损特性进行评价，进一步探索耐磨机理。以布利冈结构的结构单元直径、层间螺旋角度、层间重叠间距3个因素设为自变量，以磨损量为响应值，在EDEM中进行仿真磨损试验，根据自变量与响应值之间的关系，优化布利冈结构的组成参数，得到最优的组成参数为：结构单元直径1.0mm、层间螺旋角度16°、层间重叠间距0.13mm，在此参数下经仿真磨损试验得到布利冈结构件的磨损量为2.13×10^-6g。对光滑件、单层棱纹件、布利冈结构件的耐磨效果，进行仿真磨损对比试验，结果表明，布利冈结构件较单层棱纹件磨损量减少了90.6%，较光滑件减少了92.2%。运用离散元法(digital elevation model, DEM)与有限单元法(finite element method, FEM)联合仿真，得到样件内部形变和应变，光滑件、单层棱纹件、布利冈结构件的平均变形量分别为1.62×10^-9、7.97×10^-9和1.82×10^-8 mm；平均等效应力为...     

黄糊精/秸秆纤维复合材料弯曲性能分

利用模压方法制备了黄糊精/秸秆纤维复合材料,并利用试验方法研究黄糊精/秸秆纤维复合材料的弯曲性能.研究结果表明:在试验条件下,通过对黄糊精/秸秆纤维复合材料弯曲强度和弯曲弹性模量的极差分析发现最优组合相同,即热压温度A=170℃、热压压力B=9.8 MPa、热压时间C=20 min、黄糊精质量D=30 g,并对最优组合进行了试验验证,得出其弯曲强度为15.34 MPa,弯曲弹性模量为2 522.78 MPa.通过对复合材料的弯曲强度和弯曲弹性模量的方差分析发现,热压时间是不显著因素,而热压压力是显著因素.     

减粘脱附柔性内衬的设计与应用

针对挖掘、装卸及运输机械的与物料接触部件,在以粘性物料为工作对象时明显存在物料粘附积留问题,依据典型脱土动物功能防粘机制所提供的信息,设计了具有明显减粘脱附效果的柔性内衬,并进行了柔性内衬用于滚轮堆取料机轮斗、挖掘机挖斗及装载机铲斗的实际试验。文中介绍了柔性内衬结构特点、设计方法及实际试验结果。     

狗猪鹿牙齿的高耐磨特性对比

为解决土壤工作部件磨损严重的问题,该文以狗牙、猪牙、鹿牙为研究对象,采用摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验,考察了狗牙、猪牙、鹿牙的摩擦学性能,通过激光共聚焦扫描显微镜测量磨损深度,利用扫描电子显微镜观察狗牙、猪牙、鹿牙的磨损形貌,利用纳米压痕仪分别对狗牙、猪牙、鹿牙进行力学性能试验,测试其纳米硬度和弹性模量。试验表明：狗牙釉质磨斑表面磨屑剥落严重、附着大量的细小磨粒、有明显的龟裂现象,磨损体积为1.91×107 μm3,猪牙釉质磨斑表面主要是磨屑剥落,磨损体积为1.56×107 μm3,鹿牙釉质磨斑表面也表现为磨屑剥落,磨损程度比猪牙齿的轻,磨损体积为1.39×107 μm3;牙齿的耐磨性与其硬度密切相关;鹿牙釉质的耐磨性、纳米硬度和弹性模量最大,狗牙釉质的最小。该文以动物牙齿为仿生原型,为耐磨触土部件的研发提供新的参考方向和理论依据。     

硅灰石纤维填充超高分子量聚乙烯基复合材料干滑动摩擦磨损的BP神经网络分析

超高分子量聚乙烯及其复合材料由于其优良的自润滑和防黏性能可用于农业工程装备中的滑动接触部件和触土部件。基于人工神经网络在复杂系统建模问题上的优越性，考察了几种因素对硅灰石纤维增强复合材料的摩擦和磨损性能影响的模型。考虑到输入、输出数据个数，调试设计了一个3×10×2的BP神经网络，其输入层由3个神经元构成，分别为硅灰石纤维的处理方法、硅灰石纤维的加入量和试验过程中的法向载荷。隐含层有10个神经元。输出层2个神经元分别为材料的摩擦系数和磨损量。基于上述BP神经网络对硅灰石纤维增强超高分子量聚乙烯基复合材料的干滑动摩擦磨损性能进行了模拟和预测。对神经网络的训练和检验表明该BP神经网络能够较好地预测影响因素对复合材料的干滑动摩擦和磨损的作用，大部分数据的预测值与试验值的误差在10%以内，其仿真精度能够满足实际的摩擦磨损预测要求。