双翼深松铲设计参数的试验研究

本文分析了双翼形深松铲的主要结构参数:翼张角2γ、铲宽 B、起土角α以及使用参数:作业速度 V、耕深 H 等因素对耕作阻力的影响。并在此基础上得到了各因素的合理取值范围,即2γ=80°～85°、α=18°～23°、V=2km/hH<180mm,从而可供在双翼深松铲设计和使用时参考选用。     

深松参数对双翼深松铲耕作阻力影响的仿真分析

利用离散元建立了双翼深松铲的深松仿真模型,分析了深松参数对双翼深松铲耕作阻力的影响。结果表明,双翼深松铲对土壤的作用主要表现在前进过程中对土壤的切削和抬升2个方面;双翼深松铲主要阻力来源于土壤对其前进的阻碍作用,竖直方向上土壤对深松铲抬升作用的阻碍作用也是深松阻力的重要来源之一,双翼深松铲侧方向上的受力非常小;在深松速度0.4～1.2 m/s与深松深度220～300 mm时,深松速度和深松深度对双翼深松铲前进方向的受力均有较大的影响,随着深松深度和速度的不断增加,前进方向的阻力不断增大;深松深度对双翼深松铲竖直方向的受力有较大影响,竖直方向的受力随着深松深度的增加而变大,而深松速度对双翼深松铲竖直方向的受力基本没有影响。     

双翼式深松铲的仿生设计及其离散元分析

深松铲是保护性耕作中进行深松的主要工具,其品质直接影响深松的效果.在对双翼式深松铲改型设计的基础上,应用仿生技术研究成果设计出仿生深松铲,并通过Pro/E软件对改型深松铲和仿生深松铲进行三维建模.而后应用离散元软件EDEM 对两种形式深松铲进行仿真分析,得出速度为0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 m/s时两种深松铲所受的耕作阻力.离散元分析结果表明,两种深松铲在触土过程中耕作阻力变化趋势相同.虽然仿生深松铲具有较好的土壤脱附和耐磨性能,但平均耕作阻力较之改型深松铲稍大.本研究方法为新型深松铲的优化设计提供了参考.     

基于离散元法的双翼深松铲耕作行为的仿真分析

分析双翼深松铲耕作行为是探究双翼深松铲耕作机理和优化深松效果的前提。本文采用离散元法建立了双翼深松铲的耕作模型,分析了深松过程中土壤扰动、土壤运动及双翼深松铲的受力情况。结果表明：在双翼深松铲的工作过程中,各层的扰动程度从大到小依次为耕作层、犁底层和心土层;双翼深松铲对土壤的扰动呈“扇形”分布,对土壤的扰动作用主要体现在土壤抬升、土壤的破碎和不同层土壤的混合等方面,犁底层与耕作层的混合程度大于犁底层与心土层;土壤颗粒最大运动速度下各方向数值从大到小依次为z方向、x方向、y方向;双翼深松铲在0.8 m/s耕作速度、300 mm工作深度的工况下,其土壤扰动系数为63.9%,土壤膨松度为11.1%,地表平整度为22.43 mm;双翼深松铲受到的阻力主要来源于土壤对深松铲前进的阻碍作用,双翼深松铲向上抬升土壤也受到了一定的阻力,土壤对双翼深松铲的侧面挤压作用力较小。     

基于EDEM的双翼式深松铲设计与仿真试验

设计了一种由铲柄、铲翼及铲尖组成的双翼式深松铲,建立了基于EDEM离散元仿真模型,分析确定了双翼式深松铲主要工作参数及结构参数并进行仿真试验.结果表明,在试验范围内,双翼式深松铲耕作阻力F随铲翼翻土角γ及起土角α增大而增小,随耕作速度v先减小后增大.当双翼式深松铲铲翼翻土角γ取30°、起土角α取30°、耕作速度v取0.75 m/s时,双翼式深松铲耕作阻力F最小.土槽试验结果表明,双翼式深松铲作业时,土壤沿铲翼后部自动向内及后方迁移,土壤原地翻转,不堆积在侧边地表且两侧扰动小.     

国内外深松铲研究现状与展望

深松技术是保护性耕作重要技术之一,深松铲技术标志着深松技术水平。近年来随着我国逐渐实施农田保护性耕作,深松技术的研究及深松铲的研制已经受到科研领域的重视,且得到了一定的发展。本文主要介绍了现有深松铲的类型、特点、松土原理及影响因素,阐述了国内外深松铲研究过程中所使用的方法及研究进展,分析了新型弧状深松铲深松机的理论及优化,提出了有关国内深松机发展过程中需要改进的建议。     

基于南方红壤耕地气压深松铲的设计与深松仿真分析

针对现有深松机在红壤耕地犁底层土壤深松阻力大、幅宽小、效率低等问题,设计一种基于气压劈裂的气压深松铲。采用CFD软件建立南方耕地红壤犁底层土壤的模型进行深松气压范围标定,并针对相同气压2 MPa下不同容重犁底层土壤的扩散特性进行研究。结果表明:红壤犁底层容重1.8g/cm~3土壤的有效起劈气压范围为1.6～2.4MPa;容重1.6g/cm~3、1.8g/cm~3的犁底层土壤裂隙主要沿水平方向扩散,容重1.4g/cm~3的犁底层土壤裂隙则同时沿竖直方向与水平方向扩散;容重越大的犁底层土壤,深松效果越好。     

SPSS的深松铲结构运动参数最优化设计

深松铲是深松机的主要工作部件[1],其结构和运动参数对深松机的工作性能及对土壤的作用的效果有着非常重要的影响。文章研制了6种抛物线形刃口形状的深松铲的结构,并利用SPSS统计学软件和方差分析法,测试分析了耕作速度、耕作深度及深松铲结构参数的变化对耕作阻力的影响,优化出了抛物线形深松铲的最佳形状,为研究和设计深松铲提供了...     

分层深松铲型配置参数对牵引阻力的影响

分层深松采用前后铲分层作业方式,深松后土壤更松碎,土层不发生改变。文章利用深松铲阻力测试装置,研究分层深松铲型配置参数对牵引阻力影响。结果表明,后铲25 cm深松深度,铲型组合为箭型-凿型时,分层高度差为11.5 cm、铲距为34.5 cm时牵引阻力最小;通过凿型、箭型、双翼型不同铲型组合及单层深松牵引阻力对比分析表明,深松深度相同时,分层深松前后铲型面积和越大阻力越大,分层深松阻力一般大于单层深松;分层深松交换前后铲型试验得出,深度相同时,凿型-双翼型、箭型-双翼型组合阻力分别小于双翼型-凿型、双翼型-箭型组合,而箭型-凿型组合阻力却与凿型-箭型组合十分接近。     

苏打盐碱地深松铲阻力测量

针对东北苏打盐碱地土壤的理化性状,利用田间机械动力学参数遥测仪,选取深松深、作业速度、深松铲型为试验因素,以作业阻力为试验指标,利用Design Expert软件进行数据分析,测定3种深松铲在不同作业状态下的阻力。结果表明:各因素对作业阻力影响程度由大到小为深松深>作业速度>深松铲型,并且以深松深35 cm、作业速度0.83 m/s的凿式深松铲的作业阻力最小。     

翼铲式马铃薯挖掘铲有限元分析与试验

为提高丘陵山地及小地块的马铃薯收获效率,设计了一种结构轻便、碎土性能良好与手扶拖拉机相配套的翼铲式马铃薯挖掘铲,应用Pro/E软件创建翼铲三维模型,通过ANSYS进行有限元分析,并开展了田间试验.结果表明:翼铲安全系数为3.745,满足预期设计要求;田间试验结果表明,薯、土分离效果好,明薯率为97.5%,伤薯率为1.5%,技术指标符合马铃薯收获规范要求.     

深厚砂层坝肩绕坝渗流规律及防渗方案研究

为了研究深厚砂层坝肩绕坝渗流的规律,结合拟建的陕西省王圪堵水库土石坝工程,进行了左坝肩绕坝渗流的三维有限元分析,并以坝肩砂层渗透稳定为控制条件,进行了防渗墙延伸长度方案的比较研究,同时对传统的绕坝渗流计算方法水力学法所存在的问题进行了分析。结果表明,水力学法计算的绕坝渗流量结果偏小,据其进行防渗墙延伸长度方案的比较与选择缺乏理论依据;绕坝渗流沿河道方向的影响范围是有限的,主要影响发生在坝趾处的左岸坡上;随着防渗墙延伸长度的增加,坝趾处左岸横断面砂层的最大渗透坡降及出逸面的渗透坡降均逐渐减小;深厚砂层坝肩的绕坝渗流主要发生在砂层内,且随着防渗墙延伸长度的增加,砂层及左坝肩整体的绕坝渗流量均逐步减小,但差异不显著。     

甘薯收获机的有限元分析

为了清晰地反映挖掘铲在使用过程中受到应力其内部结构的变化,采用ANSYS的有限元法,对挖掘铲进行了详细的有限元分析。经分析,在选用Q235A材料的情况下能够达到甘薯收获机工作所需强度,结构设计可行且合理。采用平面铲,挖掘能力强且减少挖掘阻力;采用偏心振动装置,分离能力强且破皮率低。在甘薯收获方面,不仅能大大提高收获效率,还可以使收获的甘薯干净完整。     

山地果园单轨车轨道结构有限元分析及优化

目前的山地果园单轨车运行稳定,但振动传导直接,振动对结构影响大,为了准确计算和优化单轨车结构,基于ANSYS参数化设计语言(APDL)对单轨车轨道结构建立了参数化有限元模型,并进行力学分析,得出了包括应力、应变、固有频率、谐振响应曲线等结果,并用振动试验验证了有限元模型的准确性。在此基础上实施优化设计,在保证安全性、稳定性的前提下,单轨车总重量减轻了16%,实现了轻量化的目的。     

油气管道的锚固法兰结构设计与有限元分析

锚固法兰按照常规计算方法得到的各部位尺寸较为保守,重要部位的结构尺寸往往不合理,局部应力过大,缺少必要的分析优化过程.以某规格高压、大口径锚固法兰为例,采用理论计算与有限元分析方法相结合进行设计计算.结果表明:在法兰的圆角处和管颈处有最大的应力强度分布,其余位置的各应力分量均较小,强度校核满足要求,结构设计合理.因此,锚固法兰设计计算结合有限元分析方法,可确保设计质量,满足不同工程项目锚固的技术要求.     

育种小麦籽粒力学特性的有限元分析

在建立育种小麦籽粒几何模型与有限元计算模型的基础上,运用有限元分析方法对小麦籽粒在压载作用下不同受力部位的应力分布进行了分析,获得了育种小麦籽粒在不同施力位置的压载作用下的力学性质,从而为深入研究育种小麦籽粒的损伤机制、优化脱粒装置提供理论依据。经模型仿真计算和试验结果相比较,得出育种小麦籽粒宏观破裂位置与破裂方向与有限元分析是一致的。在种子腹面施加压缩载荷时,种子的宏观破裂是沿腹沟处的应力裂纹;在种子顶面施加压缩载荷时,种子的宏观破裂是从底面两侧开始,在胚顶部与胚乳共生处相交,而后沿胚中部向下扩展的裂纹;种子的宏观破裂是由内部裂纹引起。     

钢管脐带缆拉伸行为的有限元分析

钢管脐带缆是由多种功能单元螺旋缠绕组成的复合结构,用于连接上部浮式设施与水下生产系统。基于ANSYS有限元软件,采用梁单元模拟构件,建立钢管脐带缆的三维有限元数值模型,研究受拉伸荷载的脐带缆在自由端可发生扭转和不可发生扭转两种约束条件下的变形行为,并与解析理论解进行对比。在有限元模型中,通过在脐带缆相邻构件之间设置线线接触模拟其相互作用,并通过设置库伦摩擦,弥补解析方法不能考虑构件之间相互接触、摩擦作用的不足,计算效率得到显著提高。有限元方法和解析方法的计算结果吻合很好,验证了有限元数值模型的准确性,为脐带缆其他荷载行为如弯曲、挤压等作用下的变形规律研究奠定了基础。     

基于CATIA的减速器齿轮轴的有限元分析

以CATIA为平台对减速器齿轮轴进行三维实体建模,并运用分析与模拟模块进行有限元分析,最后得到齿轮轴的网格图、应力分布图及位移分布图,对后继齿轮轴的可靠性设计起重要作用.