水田土壤载荷-下陷特性的研究

在对土壤承压特性的两个主要影响因素(测板尺寸和形状)进行理论和试验分析的基础上,提出用“形积当量”作为测板的特征参数来综合反映测板尺寸及形状对土壤载荷-下陷关系的影响;并根据测板下土壤反力的分布规律,导出了水田土壤载荷-下陷关系式。在室内水田土槽中的试验表明:新的载荷-下陷关系式较好地反映了不同测板下水田土壤的承压特性。     

南方九省、区水田土壤参数分析

作者等用水田土壤测试仪器在苏、浙、闽、赣、粤、桂、滇、湘、鄂等九省、区某些地点对水田土壤进行了测定,并对水田土壤的外附力系数和内聚力系数、软泥层深度及抗剪强度(内聚力系数、内摩擦角)的值进行了分析。     

按水田土壤流变特性预测水田车辆下陷量的方法和仪器的研究

本文从水田土壤流变理论的观点出发,探讨了水田车辆下陷量的预报方法以及为此而研制的用于测量水田土壤流变参量的静载式水田土壤流变仪。通过试验分析,得出了用于测量水田土壤流变参量的测盘的最佳面积,提出了水田土壤流变参量对冲击载荷响应的半经验公式。作者试用模糊数学的概念和方法处理地面力学中的有关问题,获得了令人满意的结果。     

水田土壤垂直变形与时间关系

水田土壤初始垂直变形速度高,并以较高速度继续变形3～4秒,履带板下陷与时间的关系是明显的。文中介绍了在水田土壤槽(含水量21.7％～40.4％,中粘土),用履带板试验装置,通过电测获得的履带板下陷与时间的关系曲线。这些水田土壤变形特性,一般可用四元件Burgers体来模拟,有初始变形,而且变形延续时间较长。若表层含水量大而土层不深,下有硬底层时,则用三元件Voiet体表征,有初始变形,而且变形达某一数值后趋于稳定。此外由于土表不同,也有初始变形为零的。联合收获机履带在水田的总下陷一般由动下陷(与时间有关的土壤垂直变形)及滑动下陷(由于水平载荷作用,引起的土壤附加垂直     

基于离散元的履带板旋转挤压水田土壤过程分析

细化研究土壤微观力学有助于优化履带板结构参数,提高履带式拖拉机的牵引力。基于离散元模型分析了履带板和土壤相互作用产生推进力的初始阶段,即履带板旋转挤压土壤时土壤各深度层的滑移现象和履带板受到的土壤反作用力（推进力）,基于虚拟试验标定法确定了泥浆的物理特性参数,设置了仿真模拟的边界条件,得到了不同履带板结构和切土速度影响水田土壤滑移现象和履带板受力的变化曲线和影响规律。仿真结果有助于优化水田土壤条件下的履带板结构和尺寸、行驶速度等因素,为提高水田拖拉机通过性能提供技术支持。     

基于遗传神经网络的水田下陷量的预测

分析了遗传算法GA（Genetic Algorithm)和人工神经网络ANN（Artifical Neural Network)的主要内容和各自的优缺点，给出了将遗传算法和人工神经网络有机结合的遗传神经网络，并提出了一种新型的预测水田土壤下陷量的方法。结果表明，遗传神经网络作为预测的一种有效方法是可行的。     

湿软土壤压力—下陷—时间关系的建立

综合笔者建立的应变速率-应力关系和应变速率-时间关系,得到湿软土壤压力-下陷-时间方程,进行了一系列室内土槽压板沉陷蠕变试验,结果表明,方程良好地似合实测数据且与Burgers方程相比具有如下几方面的优越性:(1)由某两种压力下的试验结果可以较精确地预测其它压力下的压陷行为;(2)方程系数易由试验结果确定;(3)方程形式简单。     

在水田中测盘面积对下陷的影响

土壤的承载能力不仅与土壤的物理力学性质有关,而且与承载面积的大小有关。测盘面积的大小,是影响承载能力的主要因素之一。在压力相同的条件下,压板的宽度或直径愈大,其压力泡的影响愈深,因而大尺寸的测盘卞陷也就愈深。 水田土壤的性状,由于他们各自形成的历史条件不同而错综复杂,有些在下方是有软弱     

基于惯导技术的水田拖拉机下陷深度检测方法

针对水田中一直存在的水和烂泥会对拖拉机下陷深度的检测带来干扰的问题,利用惯导技术提出了一种间接的、不接触水面实时检测拖拉机行驶过程中下陷深度的方法。构建了大地、惯导、左右下陷深度检测点的坐标系,推导了拖拉机静止和运动各坐标系之间基于欧拉角的相互表示的转换矩阵,结合惯导输出的三维加速度值和三位姿态角,得到根据转换矩阵计算车体沿垂直方向上的加速度和以此计算水田拖拉机整体和局部位置下陷深度的公式。实际计算结果表明,该方法适用于在水体和烂泥干扰严重的水田环境下检测拖拉机的下陷深度。     

金属履带行走机构水田通过性的试验研究

履带式行走机构进行了水田通过性的研究。在合理选择地隙及导向轮轴距地面高度的情况下,改变机组重心位置、履带名义接地压力、履带板型式和支重轮的配置等,通过在水田     

我国水田土壤流变特性研究(第一报)——我国水田土壤的流变模型和流变参数分析

作者对我国南方四省五种水田土壤进行了试验,建立了这几种土壤的流变模型,计算了它们的流变参数的值,并对这些流变参数与土壤含水量、机械组成的关系进行了分析。     

基于LS-DYNA的水田株间除草爪切削土壤仿真分析

为解决目前水田株间除草部件设计周期长、试验效果差等问题,以及更好地揭示黑龙江省水田除草机株间除草爪与土壤间的关系特性,采用集成建模思想研究株间除草对爪切削土壤问题。首先,采用Creo 5.0软件对除草爪与土壤进行三维建模;然后,将建好的三维模型导入Hyper Mesh2017软件进行模型修复与网格划分,利用LS-PrePost进行关键字定义;最后,利用LS-DYNA软件对除草爪切削土壤过程进行有限元仿真分析。采用有交互作用的正交试验方法选取除草爪入土深度、旋转角速度和机器前进速度3个因素,进行3因素3水平仿真试验分析,得到各因素及各因素间一级交互作用对试验评价指标土壤所受平均有效应力的影响规律。仿真结果表明：各因素对土壤平均有效应力影响主次顺序为：除草爪转速、机器前进速度、机器前进速度×除草爪转速、入土深度×机器前进速度、入土深度、入土深度×除草爪转速。仿真回归模型呈正态分布,表明该模型可靠,可以用作预测试验模型,可为水田株间除草爪在不同田间作业参数提供参考。     

水田拖拉机驱动轮与土壤相互关系的研究

本文通过对拖拉机驱动轮与水田土壤相互作用的试验分析,简述了水田驱动轮推进力、滚动阻力的形成机理,可比较精确地预测水田驱动轮推进力、滚动阻力、下陷深度、行走效率以及根据水田土壤力学特性来计算其运动轨迹的方法,供设计计算水田拖拉机驱动轮使用。     

水田土壤承压模型的建立与试验

针对不同种类水田土壤承压模型的差异性等问题,提出一种武汉黄棕壤水田土壤承压模型的建立方法。依据黄棕壤水田土壤力学特性设计了3种面积不同的测板,基于光滑粒子流体动力学(SPH)算法构建了测板-水田分层土壤SPH动力学模型,研究了测板的贯入深度与时间、承压力之间的关系,并进行了田间试验。结果表明:测板面积S=9.95cm 2的模拟贯入土壤结果与田间试验结果高度吻合,表明该仿真方法对建立水田土壤承压模型可行,能客观反映出黄棕壤水田土壤的承压特性。     

四轮驱动拖拉机和履带拖拉机在水田的适应性试验

水田农业机械化的发展,普遍要求提高目前水田拖拉机的功率和牵引力,其中水田拖拉机牵引力的提高主要牵涉到行走机构的牵引附着性能的改善。目前水田拖拉机用的高花纹轮胎要提高牵引附着性能还需要作大量试制、试验、研究工作。为了解决提高水田拖拉机牵引力的问题,一机部水田拖拉机系列设计组对增     

西北地区马铃薯品质与土壤养分间的耦合关系

为探明马铃薯品质与根区土壤养分间的复杂关系,从而为西北干旱地区马铃薯生产精准灌水施肥提供科学依据。以该地区常种植的57个不同品种马铃薯为研究对象,分别测取各块茎品质和根区土壤养分。采用变量重要性投影法（VIP）筛选出影响马铃薯品质的重要土壤养分因子,同时利用偏最小二乘回归（PLSR）建立马铃薯品质与土壤养分因子的回归方程模型。结果表明,影响西北地区马铃薯品质的主要养分因子为土壤电导率、速效钾、硝态氮和含水量。土壤硝态氮是影响马铃薯产量和维生素C的首要土壤养分因子。土壤电导率是影响马铃薯淀粉、粗蛋白和多酚氧化酶活性的首要土壤养分因子。土壤速效钾与马铃薯的还原糖呈极显著负相关关系,与可溶性总糖呈显著负相关关系。因此,通过调控土壤电导率,适量增施钾肥和氮肥是提高西北地区马铃薯品质的有效途径。     

水田土壤流变机理研究现状与展望

随着农业机械化发展的加快,解决水田作业机械问题已成为极为迫切的问题,但传统的方法在探讨耕作部件和车辆的行走装置与土壤的相互作用规律时,均将土壤作为弹性、塑性或弹塑性材料,而这些方法均不适用于含水量较高的水田土壤.为此,综述了关于水田土壤流变机理的发展过程,并对今后流变学研究的方向提出了建议.     

载荷条件及流变参量对水田履带式行走装置下陷量的影响

本文根据我国南方水田土壤的通用流变模型和状态方程,讨论了下列因素对履带式行走装置在水田内行走时的下陷量的影响:(1)形状系数与履带板长宽比,(2)履带接地面积与按地长度、接地长宽比,(3)接地压力,(4)水田土壤流变参量。     

动载式水田土壤流变仪的研制

以四元件Burgers模型作为水田土壤的通用流变模型，通过将随时间随机增长的压力简化为时间的阶梯函数导出了动载条件下水田土壤的压力一下陷量一时间曲线，并提出了据此曲线用最优化理论计算土壤流变参数的方法；在此基础上，研制了一种基于虚拟仪器原理的动载式水田土壤流变仪。该种仪器可自动完成测量数据的采集、贮存及流变参数的计算。试验表明，该仪器所测的土壤流变参数与据静载下土壤的蠕变曲线计算的流变参数数值基本一致。