基于甘蔗切割有限元分析的割台工作参数优化

为了研究垄沟甘蔗收割台的切割性能,分析割台切割器的刀盘倾角、刀盘转速和割台前进速度对切割力和切割能耗的影响。通过试验测量了甘蔗轴向和径向的剪切模量、弹性模量、泊松比分别为0.59 MPa、8.63 MPa、0.458和4.30 MPa、5.25 MPa、0.419。利用ANSYS/LS_DYNA软件和物理特性试验结果对甘蔗的切割过程进行了有限元仿真分析。利用软件Design-Expert.V8.0.6.1对有限元仿真数据进行了方差分析、回归分析和响应曲面分析,其分析结果表明,当机器前进速度为0.45 m/s时,刀盘倾角14°～23°、刀盘转速630～670 r/min为最佳参数范围。对甘蔗进行有限元仿真能缩短试验时间,降低试验的成本,为样机的设计提供有效的依据。     

穗茎兼收型玉米联合收割机粉碎装置设计与试验

秸秆粉碎装置是穗茎兼收型玉米联合收割机的关键工作部件，其结构形状与运动参数决定着秸秆粉碎与收获质量。试验利用Solidworks软件完成了粉碎装置各部件与总体装配的三维实体设计，利用有限元分析软件进行分析，检验装置合理性。选取3种刀轴转速对4种形状粉碎刀片进行单因素田间试验，确定了适于穗茎兼收型玉米联合收割机粉碎装置刀片的最佳形状为组合式甩刀、最优转速为800 r/min。     

丘陵山地悬挂折叠式割草压扁机设计与试验

【目的】苜蓿是一种全球性栽培、适应性广泛、营养价值高、适口性优良的作物,被誉为“牧草之王”,是重要的饲草作物之一。压扁调制是提高苜蓿收获品质必不可少的环节,通过对苜蓿进行破节、裂皮、压扁、折弯等处理,实现其茎秆与叶片同时干燥,减少因叶片过干而造成的脱落损失,提高饲草质量。然而,现有大中型割草压扁机很难适应丘陵山地种植苜蓿的收获作业,小型割草压扁机存在压扁率低、损失率高等问题。为解决丘陵山地苜蓿机械化收获难度大、压扁率和损失率难以控制等问题,设计满足苜蓿切割、压扁调制、抛撒铺放等一体化作业的丘陵山地悬挂折叠式割草压扁机。【方法】对旋转切割装置、预紧力可调式压扁装置、液压起落折叠机构和安全装置等关键部件设计并确定工作参数。确定刀盘转速并分析了割刀作业效果,验证该刀盘转速作业下无漏割,且切割器的重合距离满足设计要求;确定折弯刀的结构参数且利用Ansys/Ls-dyna软件验证其切割效果优于直刀和扭转刀;确定调制辊转速和作业弹簧的尺寸及参数,并对压扁调制过程进行分析;根据田间收获作业状态需求和受力特性计算分析,选用压力10 MPa、Ф60/30-500液压油缸;计算确定安全拉杆脱钩力,以保证作...     

梨树枝条粉碎机切削系统工作参数的优化

为改善枝条粉碎机的作业质量,提高粉碎生产率及切削合格率、降低生产能耗,在构建切削装置试验台的基础上,以动刀数量、动刀楔角及刀盘转速等工作参数为影响因素,以切削生产率、切削功耗及合格率为目标函数,建立二者之间的多元数学回归模型,探索各因素之间的影响规律及最佳水平组合。采用Box-Benhnken的中心组合试验设计理论,进行3因素3水平试验。同时利用Design-Expert 8.0.6软件的回归分析法和响应面分析法,建立数学模型,分析各因素对切削作业效能的影响,并对各因素进行优化分析,得到切削装置最优工作参数。性能试验结果表明,切削生产率影响因素显著顺序依次为动刀数量、刀盘转速、动刀楔角;切削功耗影响因素顺序依次为动刀数量、动刀楔角、刀盘转速;切削合格率影响因素顺序依次为刀盘转速、动刀数量、动刀楔角;综合指标影响因素顺序依次为动刀数量、刀盘转速、动刀楔角;最优参数组合为动刀数量4把、刀片角度30°、刀盘转速1 600 r/min,生产效率2.02 t/h,功耗3.85 kW·h/t,合格率96.5%。研究结果可为进一步完善切削机的结构设计和作业参数优化提供依据。     

条缝筛式花生果仁分级试验台的设计与试验

针对现有花生脱壳清选装置只是实现脱壳清选功能,而对脱壳后花生果仁分级研究尚显不足的现状,通过分析测定花生脱壳脱出物主要物理特性,包括花生果仁长度、直径、厚度形态尺寸及果仁和花生壳漂浮速度参数,设计了条缝筛式花生果仁分级试验台。分析研究了花生脱壳脱出物主要物理特性差异,利用其差异设计了主要由风选筛分组合式花生果仁分级试验台,结合整机设计尺寸,首先对轴流风机轮毂比及叶片外径尺寸进行理论分析研究,确定最优设计参数,其次对条缝筛格栅间隙和长度等关键设计参数进行理论分析研究,设计确定缝格栅间隙为8mm、条缝筛长度为1140mm,并对分级原理进行理论分析研究,最后利用ANSYS Workbench分析软件对条缝筛进行模态分析,得到其固有频率;选取对分级性能影响较大的风机转速、电机转速、条缝筛安装倾角为试验因素,以清洁率、损失率、饱满果仁获取率、分级效率为试验目标,开展单因素试验;根据单因素试验结果,为控制清选损失率在3%以内,确定风机转速为1550r·min^-1、电机转速为950r·min^-1、条缝筛安装倾角为10°时进行综合性能试验研究。试验结果表明：...     

移动测树激光扫描仪车载机构及车主参数确定

森林的规划利用需要对森林资源进行精确估测。在新的作业环境下,需要研究新型树木信息采集装置来适应复杂的林区环境同时实现数据的高效采集,自行式树木测量激光扫描仪是能够实现林分数据高效采集的设备之一。为了实现扫描仪在林中机动灵活地移动,并迅速架设,保证平稳工作,需要开发一个扫描仪车载自行机构。机构由车、调平平台、桅杆和云台四部分组成。通过对坡度、灌木高度、树高和树木坐标等数据的采集和分析,确定了调平平台的调平角度、桅杆的初始高度和工作高度、云台的水平和竖直方向的旋转角度、车的尺寸、车的牵引力和额定功率等主要工作参数。     

带状采伐对天然更新油松幼树树冠结构的影响

为促进辽西半干旱地区油松人工林的可持续经营,以辽西地区辽宁省生态实验林场油松人工林为研究对象,分析带状采伐对天然更新油松幼树树冠结构的影响.2014年春季选取油松成熟林进行带状采伐,2017年冬季在采伐带及保留带内各选取不同地径大小的50株幼树进行枝条解析.测量幼树的地径、树高、冠长等林木因子,同时测量所有枝条的枝长、...     

盘式刨片机设计中的几个问题

该文通过对盘式刨片机结构分析和设计推导，获得了盘式刨片机各种参数的最佳值，以确定作横向刨切时盘式刨片机刀盘结构，刀具参数，进、排料口位置规格和切削功率等技术参数。设计出定向结构刨花板生产工艺中刨片加工设备。     

兴安落叶松人工林空间结构优化

[目的]以小兴安岭林区兴安落叶松人工林为研究对象,基于林分空间结构参数和经营密度表确定采伐强度及采伐木,对林分空间结构进行优化,分析优化效果,为人工林空间结构优化提供理论依据.[方法]在黑龙江省伊春市南岔县设置4块面积为0.2 hm2的兴安落叶松人工林固定样地,选择常用林分空间结构参数角尺度、大小比数、竞争指数和开阔比...     

圆盘开沟机刀盘升降装置参数优化的Matlab实现

为了解决圆盘开沟机在下地、过梗、爬坡过程中出现的旋耕刀易破损、刀盘支架易变形等问题,通过对其关键部件的分析研究,以刀盘轴最大提升高度和升降装置最小尺寸为目标函数建立数学模型;用Matlab软件对其结构尺寸进行参数优化.优化结果显示:当油缸支架为113 mm,刀盘轴支承臂为200 mm,刀盘轴回转臂为732 mm时,刀盘轴最大提升高度可达1092 mm.与初始设计相比,刀盘提升效果显著,达到了优化设计的目的.     

基于光滑粒子流体动力学的旋耕切土数值模拟

为明确ⅠT245型旋耕刀(刀座式)切割重黏土过程,基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法对旋耕刀–土壤进行建模,运用ANSYS/LS–DYNA软件进行仿真,分析单个旋耕刀在刀盘转速200 r/min、机具前进速度0.6 m/s、耕深0.12m工况下的切土扭矩情况,仿真平均扭矩为5.84N·m,以库伦定理和朗肯土压力理论为依据计算的理论平均扭矩为6.42N·m,二者误差为8.98%。分别使用理论方法和有限元方法,以机具前进速度、刀盘转速和耕深为影响因素,以比功为评价指标,进行正交旋转组合试验,得到旋耕比功与机具前进速度、刀盘转速及耕深的回归方程,表明在符合农艺要求的情况下,应尽可能选择较大的机具前进速度和耕深,较小的刀盘转速。     

油用牡丹茎秆切割本构方程及其参数测定

  目的  油用牡丹是我国特有的木本油料树种，属于多年生小灌木，其果实采收可以采用茎秆切割的方式，而灌木茎秆切割机理研究一直是林业生产中的难点问题之一。研究灌木茎秆在不同应变率下的动态力学性能并建立其本构模型对茎秆切割有着重要意义。  方法  通过准静态拉伸试验和动态拉伸试验，研究茎秆塑性变形特点，并提出以Johnson-Cook模型作为本构模型，根据模型参数的物理意义，试验拟合得到模型参数。采用ANSYS/LS-DYNA软件模拟分析了油用牡丹茎秆切割过程，并对仿真结果与试验结果进行了相关性分析。  结果  准静态拉伸试验结果表明茎秆断裂过程存在明显的应变硬化现象；动态拉伸试验结果说明茎秆断裂存在显著的应变率效应，拉伸强度随应变率增加而增加；基于试验结果拟合得到了Johnson-Cook模型作为茎秆本构方程时的材料参数值；应用这些参数的模型在茎秆切割仿真中，切割力与切割能量与试验结果对比均无显著性差异，验证了本构方程及参数测定的准确性。  结论  基于Johnson-Cook模型建立了油用牡丹茎秆切割本构方程并验证了其可靠性，为油用牡丹茎秆切割性能的数值模拟研究及采摘机割刀设计提供了依据。      

青饲料收获机切碎辊刀具的优化设计及试验

青饲料收获机切碎辊刀具的设计直接影响秸秆的切割质量。刀具与秸秆接触时的受力分析表明,切割力与秸秆的压应力有关,而压应力不仅与秸秆物理特性有关,也与刀刃的倾斜角有关。利用Ansys-Workbench有限元软件进行仿真分析,结果表明,当刀具材料为65Mn、刀具厚度为8 mm、刀尖倾斜角度为30°时,刀具的等效应力最小。以秸秆层厚度、刀具倾斜角、秸秆含水率为试验因素,以切割装置切割秸秆时的扭矩值为试验指标,通过正交试验及交互作用分析,确定了因素对指标影响的主次关系为：A2>C2>B2>A>BC>AC>C>B,当秸秆层厚度7.5 cm、刀具倾斜角度35°、秸秆含水率35%时,刀辊扭矩值最小。验证试验结果表明选取的较优参数组合真实可行。该研究为新型刀具及防堵刀辊的机理研究提供了理论和试验借鉴。     

青饲料收获机切碎辊刀具的优化设计及试验

青饲料收获机切碎辊刀具的设计直接影响秸秆的切割质量。刀具与秸秆接触时的受力分析表明，切割力与秸秆的压应力有关，而压应力不仅与秸秆物理特性有关，也与刀刃的倾斜角有关。利用Ansys-Workbench有限元软件进行仿真分析，结果表明,当刀具材料为65Mn、刀具厚度为8 mm、刀尖倾斜角度为30°时，刀具的等效应力最小。以秸秆层厚度、刀具倾斜角、秸秆含水率为试验因素，以切割装置切割秸秆时的扭矩值为试验指标，通过正交试验及交互作用分析，确定了因素对指标影响的主次关系为：A2>C2>B2>A>BC>AC>C>B，当秸秆层厚度7.5 cm、刀具倾斜角度35°、秸秆含水率35%时，刀辊扭矩值最小。验证试验结果表明选取的较优参数组合真实可行。该研究为新型刀具及防堵刀辊的机理研究提供了理论和试验借鉴。     

宽皮柑橘剥皮机去顶环切装置的设计与试验

为了提高宽皮柑橘果皮剥净率,为宽皮柑橘剥皮机设计了去顶环切装置,以去除柑橘果柄部果皮并沿最大果径环切一周将果皮划破。该装置主要由机架、对心机构、去顶机构、环切机构组成。工作时,柑橘固定,去顶刀刃逐渐旋切嵌入果柄处果皮,切断果柄周围果皮及橘络,在柑橘顶部旋出一个圆形的切痕并夹持住顶部果皮,在刀具箱上行的过程中,在刀刃挤压力和摩擦力的作用下带走柑橘顶部果皮,实现去顶;环切压盘随着刀具箱的下行压紧去顶后的柑橘,环切压盘上的压盘尖刺嵌入柑橘橘皮并卡住柑橘,此时,一侧的环切刀随着对心轴的转动嵌入柑橘果皮中;电机启动,环切压盘带动柑橘做旋转运动,环切刀在柑橘径向形成一周划痕,实现环切。对影响去顶性能和环切性能的热蒸气时间和刀轴转速进行的单因素试验结果表明:在热蒸气时间90 s、刀轴转速120r/min时,柑橘去顶成功率和去顶损伤率分别为96.7%、4.2%,柑橘环切率和环切损伤率分别为97.5%、4.7%。     

4SYT–0.8型自走式油菜苔收割机的设计

借鉴立式油菜割晒机的切割输送方式,研制了4SYT–0.8型自走式油菜苔收割机。油菜苔收割机主要由行走底盘、立式切割台、割台升降装置等组成。确定了切割割台、割台升降装置的结构参数、切割割台与机具前进速度相匹配的横向输送链拨齿线速度、切割器切割线速度等作业参数,作业时可根据菜苔切割高度要求调整切割器离地高度。试制样机在垄宽60 cm、行距40 cm、平均密度39.82万株/hm~2的单垄2行油菜菜苔种植地进行收割试验,结果表明:行驶速度为0.8 m/s、横向输送链拨齿线速度为1.12 m/s、切割器切割线速度为0.96 m/s时,对油菜苔的漏割率为0.8%,输送损失率为1.3%,作业质量可满足要求。     

杉阔混交人工林皆伐前后植物种类组成变化

通过对皆伐作业前后杉阔混交人工林林地植被变化的调查分析,结果表明:皆伐后一部分植物消失(衰退种)、一部分植物增加(侵入种),但优势植物基本保留下来(保留种),这主要是由于迹地清理方式采用带堆法的缘故.皆伐后灌木层种数减少,草本层种数增加,且皆伐对灌木层植物的干扰影响比草本层的大.因此,为了减小皆伐对林地生态环境(植被和水土流失)的负面影响,使皆伐后林地植被能尽快恢复,建议皆伐后迹地清理方式采用沿等高线分布的带堆法,避免采用火烧法.     

小型沙生灌木收割机通过性及对沙地影响的试验研究

介绍了所设计的小型自行式沙生灌木收割机的总体结构,用以解决科尔沁沙地灌木收割问题。在科尔沁沙地进行了该机器的通过性能研究,将机器反复通过前后对沙土坚实度的影响作为割灌机在沙地通过性能的评价指标,得出该割灌机的牵引力系数与滑转率的关系曲线。试验表明,该割灌机在沙地有较好的通过性能,能满足灌木收割的需要;反复通过同一车辙后,沙土坚实度基本不发生变化,即不对地表植被造成破坏。     

榨菜缩短茎的切割力学特性

为了获得榨菜缩短茎的最佳切割要素组合,在TMS-Pro质构仪上开展榨菜缩短茎切割的单因素试验和正交试验,以最大切割力和平均切割力为试验指标,探究刀刃类型、滑切角度、切割速度、切割方式对榨菜缩短茎切割过程中切割力的影响。结果表明:滑切角度对最大切割力和平均切割力影响显著(P<0.05),刀刃类型对平均切割力影响显著(P<0.05),锯齿刃比光刃省力。为有效降低最大切割力和平均切割力,榨菜缩短茎切割的参数宜确定为锯齿刃,滑切角度20°,切割速度80 mm·min^-1。此时,最大切割力为86.2 N,平均切割力为53.1 N。研究结果可为榨菜收获机的切割装置设计提供理论依据。     

移动啮合式青饲料颗粒机环模清理机构的结构设计及其仿真分析

根据移动啮合式青饲料颗粒机的实际工作条件,设计一种适用于在该机环模系统工作时将粘留在环模上余留下来粉末即时清理的新型环模清理机构,将其安装在青饲料颗粒机中,能适应总体工作。该设计采用了虚拟样机技术进行建模以及运动仿真,简化其机构模型,合理加载参数关系,并借助ADAMS软件,对其重要部件凸轮推动的清理轴进行运动学分析。结果表明,在工作过程中清理轴与相应推力部件间的运动关系合理,因此判断该机构在生产应用中具有可行性。