木薯块根拔起力与速度关系的仿真研究

利用ANSYS／LS—DYNA软件,采用FEM和SPH相结合的方法建立木薯块根拔起模型,进行了块根拔起的动力学仿真试验,建立了木薯块根最大拔起力与拔起速度的数学模型。结果表明,建立的块根最大拔起力与拔起速度的数学模型具有较高的精度,最大拔起力随拔起速度的增大成非线性增大,拔起速度过大,拔起力过大,易造成块根收获损失。     

木薯块根拔起机构仿真优化

针对广西大学设计的挖拔式木薯块根收获机拔起机构存在质量较大的问题,先采用ADAMS仿真软件,建立拔起机构的动力学仿真模型,通过动力学仿真,分析各主要部件的受力情况;后采用ANSYS软件及参数化优化方法,对各主要部件进行轻量化优化。结果表明:所建立的木薯收获拔起机构仿真模型精度较高,优化后块根拔起机构的前后直杆、花键轴及凸轮轴的质量分别减轻了81.6%、41.1%、51.3%、53.2%,达到了轻量化的优化目的。     

木薯块根拔起输送过程的速度模型分析

为了分析挖拔式木薯收获机拔起木薯块根和输送木薯时,各速度和角度参数对整机运行的影响,优化设计木薯收获机及其夹持输送机构,针对4UMS-1型木薯收获机,通过建立夹持输送机构夹持单株木薯茎秆拔起输送速度模型,分析了使拔起和输送两个过程顺利衔接以及拔起时减少薯块损失的速度关系式、各关键运动学参数以及相互之间的关系、拔起方向和取值大小,并通过建立连续两株木薯夹持拔起速度模型,分析了不发生碰撞干涉的条件。根据速度模型,分析了各参数的关系式,利用数学方法,计算得出了夹持输送机构倾角的取值范围和夹持速度比满足的条件,确定了4个关键参数的最佳取值范围为α=30°、15°β20°、vt=3.2 m/s和1.17 m/svm≤1.39m/s。该结果对木薯收获机及其夹持输送机构的优化和改进设计具有重要参考意义和借鉴作用。     

人的木薯块根拔起过程自适应调节机理的试验研究

为了探明经验丰富薯农块根拔起过程的自适应调节机理,采用田间物理试验(高速摄像、块根拔起过程测定)和问询调查相结合的方法,对有经验薯农的木薯块根拔起过程进行了试验研究,从而为木薯收获机械拔起控制系统设计提供依据。结果表明:对于不同土质和块根生长的情况,薯农木薯块根拔起自适应调节过程不同。薯农依据自身经验,先通过试探感知拔起难度,后确定和修正块根拔起方式,进行块根拔起过程控制。对于土质硬度小和块根长度短、生长深度浅的情况,试探阶段结束后,将块根拔起速度控制在一个适当的水平,把块根直接拔出。对于土质硬度较大或块根长度较长、生长较深的情况,试探阶段结束后,先进行抖动拔起,后对拔起速度进行修正,停止抖动操作,把拔起速度维持在一个适当水平拔出块根。对于土质硬度大或块根长度长、生长深的情况,试探阶段结束后,先进行抖动松土,使土壤破裂和破坏土壤与块根的粘附力,以减小土壤阻力和拔起难度,后修正拔起方式,加大抖动速度,把块根拔出。本文为木薯收获机械拔起速度控制系统设计提供了依据。     

木薯块根收获机机电液联合仿真模型

以一种新型的挖拔式木薯收获机为对象,采用Solid Works、ADAMS、AMESim和Mat Lab/Simulink软件分别建立木薯收获机的机械系统、液压电气系统和控制系统的模型,并在Mat Lab/Simulink平台下通过接口文件将机械系统、液压电气系统和控制系统的模型进行连接,构建联合仿真模型,且进行了物理试验验证。结果表明:建立的木薯块根收获机机电液一体化联合仿真模型精度较高,可用于木薯收获机控制系统的优化研究。     

收获期木薯地耕作层土壤硬度的试验研究

采用田间物理测定和数理统计分析方法,测定了收获期木薯种植地耕作层不同深度的土壤硬度,建立了耕作层深度与土壤硬度的数学模型,分析了土层深度对土壤硬度的影响规律。结果表明:建立的木薯地耕作层土壤硬度与深度的数学模型精度高,硬度与深度基本上成3次方的非线性关系;采用盖膜方式种植的木薯地,其土壤硬度先随土层深度的增大而增大,后随土层深度的增大而缓慢增大或减小;不采用盖膜方式种植的木薯地,其土壤硬度先随土层深度的增大而减小,后随土层深度的增大而增大,最后又随土层深度的增大而减小。     

甘蔗—土壤系统仿真模型的研究

采用振动衰减法及系统参数反求方法,以实测的甘蔗—土壤系统振动曲线为基准,对甘蔗—土壤系统仿真模型物理特性参数进行了反求仿真试验,获取甘蔗—土壤系统仿真模型物理特性参数。结果表明,在获取的物理特性参数下甘蔗—土壤系统仿真模型的振动仿真结果与实测结果基本一致,可用于甘蔗切割动力学仿真研究。     

单行木薯块根收获机仿生铲的设计与试验

针对目前木薯块根收获机挖掘铲存在入土困难、碎土及排土效果不理想及工作强度不足等问题,基于工程仿生学理论,结合动力学知识,提出并设计了一种模仿犬爪趾形状的仿生铲.基于Design-Expert软件中的试验设计方法,以作业速度、土壤含水率及挖掘铲类型为试验因素,以挖薯率、伤薯率为试验指标,对挖掘铲的工作参数进行试验研究,建...     

蔗-土壤系统仿真模型的研究

采用振动衰减法及系统参数反求方法,以实测的甘蔗-土壤系统振动曲线为基准,对甘蔗-土壤系统仿真模型物理特性参数进行了反求仿真试验,获取甘蔗-土壤系统仿真模型物理特性参数.结果表明,在获取的物理特性参数下甘蔗-土壤系统仿真模型的振动仿真结果与实测结果基本一致,可用于甘蔗切割动力学仿真研究.     

土壤塑性变形的混沌振动压路机动力学仿真研究

基于土壤变形的一种塑性模式,提出了混沌振动压路机压实过程的动力学模型。借助计算机技术对其过程进行了数值仿真,探讨了不同激振频率和不同路面条件下的振动轮运动规律,并进行了混沌特征的识别。仿真结果对混沌振动压路机的设计有参考价值。     

甘蔗收获切割系统动力学仿真模型

由于缺少考虑根土因素影响,目前甘蔗收获切割系统动力学仿真模型精度较低。为此,首先以4GZQ-260型甘蔗收获机切割器为研究对象,通过光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics)和有限元方法(Finite Element Method)的耦合方法,建立甘蔗茎秆-根系-土壤-切割器系统动力学仿真模型,通过对茎秆-根系-土壤系统和茎秆-切割器系统动力学仿真模型进行试验,验证所建立的收获切割系统仿真模型建模方法的合理性。结果表明:建立的甘蔗茎秆-根系-土壤-切割器系统动力学仿真模型精度较高,该系统构建方法可用于甘蔗收获切割的动力学仿真研究。     

基于ANSYS的木薯茎秆静力学仿真研究

以木薯茎秆力学试验为基础,应用计算机仿真手段模拟分析了木薯茎秆在失效极限状态下的力学状况。使用万能试验机对木薯茎秆的主要力学成分(木质部、韧皮纤维)进行拉压试验,分别测定了木质部和韧皮纤维的多组弹性模量数据。研究表明:1韧皮纤维处的XY方向切应力在-0.002 195~-0.000 231Pa范围内,木质部处XY方向切应力在-0.000 231~0.000 014Pa范围内,XY方向最大切应力位于木质部与韧皮纤维交接处为-0.002 195Pa,XY方向最小切应力位于木质部为0.000 14Pa;YZ方向与XZ方向切应力呈现对称性,茎秆在YZ、XZ方向的切应力主要集中在-3.07E-10~-4.58E-11Pa范围内,YZ或XZ方向最大切应力-2.42E-9Pa,YZ或XZ方向最小切应力4.59E-11Pa。2模型横向受压时的XY、YZ、XZ方向切应力值分布呈现各自不同的规律,但都对称分布;XY方向切应力最大值为±1.746 49Pa,最小值为±0.194 054Pa;YZ方向切应力最大值为±0.4562Pa,最小值为±0.005 063Pa;XZ方向切应力最大值为±0.260 701Pa,最小值为±0.028 967Pa。     

马铃薯收获过程中块茎运动仿真分析

重点研究马铃薯收获机振动筛运动参数与块茎损伤之间的关系;应用虚拟样机来代替物理样机进行验证设计;采用ADAMS仿真软件对振动筛和块茎进行运动仿真,获得了振动筛运动的速度、加速度、位移和动能曲线,能够有效地判断块茎沿筛面的运动状态;针对圆形和椭圆形两种块茎,分析了振动频率和振幅对块茎损伤率的影响,为今后马铃薯收获机振动筛的设计与分析提供了有力的依据。     

系统动力学模型在吉林省水资源承载力的仿真应用

水资源短缺和水环境污染作为水资源危机的主要内容,在吉林省社会经济发展过程中广泛存在。对此,从人口、经济、生态、水资源和水环境等5个子系统,建立吉林省水资源承载力系统动力学模型,通过设计现状延续型、节约水量型、环境保护型、综合协调型4种情景,模拟2016-2025年吉林省水资源承载力。结果显示:现状延续型在水量和水质两要素均最差,为最劣方案;节水水量型和环境保护型分别在缓解水资源供需压力和改善水环境质量上有所建树,为非劣方案;综合协调型在水量和水质两要素均表现优异,为最优方案;2025年4种方案的水资源承载力排序为综合协调型>环境保护型>节约水量型>现状延续型。     

车辆动力学稳定性系统综合反馈控制仿真

建立了Magic Formula(MF)轮胎模型、三自由度整车模型以及车辆参考模型,采用车辆横摆角速度和质心侧偏角的状态差异法,设计了基于PID控制理论为核心的车辆横摆角速度和质心侧偏角的综合反馈控制,并对模型进行了离线仿真和在线实时仿真,结果证明,所设计的控制器对汽车稳定性控制效果明显,实时仿真与离线仿真结果吻合。     

基于TRIZ理论与Adams优化设计木薯种茎切割机

基于TRIZ理论与Adams虚拟样机技术对木薯种茎切割机进行优化设计.优化方案采用多融合方法进行研究,使用TRIZ理论与Adams虚拟样机搭建虚拟优化平台对实物样机进行优化设计.使用Adams和因果链分析法查找问题中的主要矛盾,运用TRIZ理论发明创造性原理解决主要矛盾,获得最优设计方案.木薯切种机优化后工作稳定可靠,...     

施肥枪分次追施对贵州春马铃薯产量、结薯性状及土壤肥力的影响

为探究施肥枪施肥技术在贵州春马铃薯生产中的应用效果,采用田间试验方法研究了施肥枪分次施肥对马铃薯产量、结薯性状、养分与品质以及土壤肥力状况的影响。结果表明,与习惯施肥(CK2)相比,采用施肥枪分次施肥可显著提高马铃薯产量0.6%~19.6%,且随着追施比例的增加,马铃薯产量呈递增趋势,以20%基施+80%分次追施(T4)处理的产量最高,达到26 195 kg/hm2;40%基施+60%分次追施(T3)和20%基施+80%分次追施(T4)处理的马铃薯单株产量较习惯施肥(CK2)分别提高18.6%和26.0%,单株结薯数、大中薯数以及大中薯率的增加是马铃薯增产的原因;采用施肥枪分次施肥可以提高马铃薯茎块的含氮、磷、钾量,并改善马铃薯品质,以20%基施+80%分次追施(T4)处理效果最佳,其含氮、磷、钾以及淀粉量较习惯施肥(CK2)分别提高2.7%、22.2%、10.4%和41.2%,但对马铃薯还原糖量影响不大;施肥枪分次施肥可改善土壤肥力状况,尤其是在提高土壤p H值、土壤全钾和速效钾量方面较为明显,此外通过逐步回归分析发现马铃薯产量与马铃薯淀粉量和土壤碱解氮量存在极显著的相关性。综上所述,施肥枪分次施肥可适用于西南丘陵旱地马铃薯种植栽培,以20%基施+80%分次追施(T4)效果最佳。