基于EDEM-Fluent耦合的浮选腔结构设计优化

为了减少卷烟机浮选腔风选分离过程中烟丝的浪费,分析了浮选腔不同内部结构对风选分离效果的影响,采用EDEM-Fluent耦合仿真技术,建立更加接近实物的烟梗、烟丝颗粒模型,在-1.2 kPa仿真条件下对浮选腔在不同内部结构下的梗丝分离进行耦合仿真分析,对比腔内流场迹线图和速度图,并通过计算烟丝、烟梗颗粒的分离效率验证仿真...     

基于EDEM-Fluent耦合的钙果风筛式清选装置仿真与试验

针对钙果收获装置作业后钙果含杂率高的问题,设计了一种钙果风筛式清选装置.运用EDEM-Fluent耦合方法,以风速、振动筛振幅和振动频率为试验因素,钙果的清洁率和损失率为评价指标,对清选过程进行了仿真分析,并依据仿真结果进行台架试验.仿真分析与台架试验表明,随着风速、振动筛振动频率与振幅的增加,钙果清洁率先增大后减小,...     

不同冲击角度下淹没冲击水射流的数值计算

为了研究冲击角度对淹没冲击射流流场的影响,应用计算流体动力学软件Fluent,基于Wray-Agarwal(W-A)湍流模型,对完全充分发展的淹没冲击水射流进行数值计算.研究了在恒定喷嘴高度H/D=3,不同冲击角度(15°≤θ≤90°)条件下射流流场结构和速度分布.将数值计算得到的不同冲击角度下速度分布与PIV测量结果进行比较,验证了W-A模型的预测正确性,同时探讨了冲击角度对计算结果的影响.结果表明:冲击射流沿轴心线的速度v/v_b在势核区基本保持不变,在过渡区降低,在冲击区加速降低;射流在壁面射流区流动发生转向并沿着冲击壁面扩散;射流流场结构高度依赖于冲击角θ,随着冲击角度θ增大,壁面射流横向扩散增强,厚度逐渐减小;当θ=90°时,滞止点及顺流和逆流的过渡点与冲击原点重合;随着冲击角度θ减小,滞止点逐渐远离冲击原点;当θ<30°时,滞止点消失.     

基于FEM-SPH耦合算法的土壤切削仿真研究

建立了旋耕刀和土壤的FEM-SPH耦合仿真模型,基于FEM-SPH耦合算法,采用MAT147土壤材料和国家标准Ⅲ型旋耕刀,结合LS-DYNA971求解器,对土壤切削仿真进行了研究。对旋耕刀切削土壤的耕作过程进行了数值仿真模拟分析,得到了切削力和切土能耗随时间的变化曲线;计算出旋耕刀单刀切土扭矩为8.75N·m,与试验结果接近。通过正交试验分析,耕作深度为主导因子,对切土功率影响较大,调整耕作深度可有效降低土壤切削的功耗,提高耕作效率。研究表明:FEM-SPH耦合算法可有效应用于土壤切削仿真,可为研究土壤的破碎机理和耕作器具的优化设计提供理论依据。     

基于SPH/FEM耦合算法的土壤切削仿真与研究

ANSYS/LS-DYNA仿真软件,采用SPH/FEM耦合算法模拟旋转刀具切削土壤作业过程。在Solid Works中建立刀具—土壤模型,用ANSYS/LS-DYNA进行前处理,修改K文件建立耦合模型,在LS-PREPOST中查看LS-DYNA9 7 1求解结果 ,对数据进行二次处理,分析作业过程能耗变化及应力分布,为后期优化刀具提供依据。文中土壤本构模型采用MAT_147(MAT_FHWA_SOIL)材料,对材料屈服准则进行详细阐述,相比标准MohrCoulomb屈服准则,修改后的Mohr-Coulomb屈服准则引入了修正系数Ahyp,分析了Ahyp取值对屈服面的影响,得出Ahyp与土壤内聚力和内摩擦角关系;阐述SPH算法和SPH/FEM耦合算法,分别用FEM算法、SPH算法和SPH/FEM耦合算法模拟土壤切削过程。结果表明:在土壤切削前期,网格没有发生畸变时,3种方法模拟结果相近,随着有限元网格发生畸变,FEM算法产生了误差,验证了SPH/FEM耦合算法在土壤切削仿真过程中的可行性与准确性。     

基于Unity 3D的撒肥机虚拟仿真

选取2FL-Ⅰ型撒肥机为研究对象,在对其机械结构和工作原理进行理论分析基础上,使用Pro/E对撒肥机进行三维建模,使用3DS Max对模型附加材质,调整坐标轴等;将调整好的三维模型导入到Unity3D软件当中,建立虚拟场景,利用软件的物理引擎对撒肥机的机械传动过程进行虚拟仿真。该设计实现了机械零件的动态装配和三维透视观察、撒肥效果模拟,摄像机近景作业跟随和远景作业观察等功能,为农机的虚拟设计和垦区农场的农机教学、展示服务。     

机械与土壤相互作用的离散元仿真研究进展

针对离散元法在机械与土壤相互作用方面的研究现状,综合分析现有相关文献,根据离散元法在该领域的不同应用,分别讨论了离散元法在农机具设计、车轮滚动问题、圆锥入土分析以及与有限元法相结合的应用研究现状,指出了其中存在的问题。同时,分析了离散元法在研究该领域时需要解决的关键问题,指出了针对不同的土壤应当建立的相应模型,认为三维球元模型是今后研究的重点。在此基础上,提出了未来离散元法在该领域的发展趋势,即更为复杂的三维模型可能被建立出来,以使仿真结果同真实实验更为接近,从而取代繁琐的实验。     

基于热气固耦合的涡轮叶片仿真分析

笔者采用热气固耦合仿真分析的方法,对某涡轮叶片进行了仿真分析。通过Fluent流场仿真得出涡轮叶片的温度、压力分布,再通过Workbench将温度载荷、压力载荷、离心载荷进行耦合,并通过添加载荷约束得到涡轮叶片在复杂环境下的应力、应变结果,从而确定涡轮叶片的危险截面,为后续涡轮叶片寿命预测、适时检修提供有力支撑。     

基于EDEM的凿式犁铲土壤扰动仿真分析与试验

为探究凿式犁铲（以下简称凿铲）的土壤扰动机理并构建适用于东北地区黏重黑土与耕作部件之间的仿真模型,结合EDEM仿真分析与土槽试验,与深松铲作业效果进行对比,研究凿铲对土壤的微观扰动机理和宏观扰动状态,并建立适宜东北地区土壤的耕作仿真模型。仿真与试验结果表明,深松铲对土壤进行剪切破坏,将耕作层和犁底层抬升、下落,对土壤松而不翻,不破坏原有的耕层土壤结构,土壤膨松度试验值为12.4%,土壤扰动系数试验值为59.4%,纵向截面扰动面积为52.586mm2,俯视视图扰动面积为116.779mm2;凿铲对土壤进行挤压破坏,将犁底层土壤翻耕到地表,破坏原有耕层土壤结构,土壤膨松度试验值为14.1%,土壤扰动系数试验值为64.1%,纵向截面扰动面积为54.128mm2,俯视视图扰动面积为233.061mm2,通过与深松铲作业后数据相比可知,凿铲可以实现更为明显的土壤扰动效果。同时,建立东北地区黏重黑土条件下的离散元土壤耕作模型,选用Hertz-Mindlin with JKR Cohesion模型作为土壤接触模型,确定仿真模型的各项技术参数,仿真与试验得到的土壤扰动截面轮廓基本拟合,土壤膨松度、土壤扰动系数的仿真值与试验值的相对误差为17%、4.4%,模拟仿真的数据误差范围满足要求,研究可为东北地区的土壤耕作部件离散元模拟仿真分析提供基础数据。     

基于非线性耦合的土壤电导率传感器标定方法

针对土壤电导率传感器测量不准确的问题,提出了不考虑含水率θ与考虑θ的非线性耦合标定模型,并开展了土壤电导率传感器的标定与验证试验。标定试验采用新疆维吾尔自治区阿拉尔市十团苹果园沙土,使用去离子水与NaCl设计了9组含水率梯度与6组含盐量梯度共54组土样,分别使用土壤电导率传感器与高精度电导率仪对土样的电导率进行测量;根据耦合模型分别对不考虑θ、考虑θ以及考虑θ细分的3种处理进行拟合分析;最后对同一苹果园设计了大田验证试验。结果表明,土壤电导率传感器测量的电导率EC₀以及电导率仪测量的电导率EC₁与土壤含盐量均呈正相关,EC₀随θ的增加而增加,EC₁随θ的增加而减少;3次拟合结果表明,θ对电导率测量有显著影响,随θ细分,3个处理的残差逐渐减小,拟合决定系数R²均不小于0.839且逐渐增大;验证试验结果表明所提出耦合模型可以有效提高电导率测量精度,该标定方法可为土壤电导率准确测量以及土壤电导率传感器标定校准等相关研究提供依据。     

基于ADAMS的RC-5.5型揉草机的建模与仿真

通过模拟RC-5.5型揉草机的运动过程,研究了用仿真软件进行机械设计的可行性。应用ADAMS软件建立了RC-5.5型揉草机仿真模型,通过动态仿真,模拟实际工作状态,得到揉草机的运动参数。另外,通过仿真得出草的运动轨迹和速度变化曲线,经分析得出了揉草机的切草速度和切草长度等参数。分析结果与设计要求相符,说明利用ADAMS软件进行农业机械的设计是可行的。     

基于Pro/E吊杯式栽苗器的三维建模与运动仿真分析

吊杯是吊杯式移栽机的核心部件,其运动过程将直接影响到秧苗的移栽质量。因此,对于吊杯的运动分析显得尤为重要。目前,许多学者已研究了吊杯运动的轨迹对移栽质量的影响,但吊杯的杯嘴运动对于栽植效果的影响并未进行相关研究。为此,基于Pro/E完成了吊杯式栽苗器各零部件的三维实体建模,并进行吊杯式移栽器的虚拟装配和运动仿真分析。仿真结果:测得了杯嘴运动过程的位移-时间特性曲线,分析得到了栽苗器杯嘴的最大开口宽度和杯嘴的开口运动时间,为优化吊杯式栽苗器的结构提供了基础数据和理论依据。     

基于EDEM_Recurdyn耦合的马铃薯干式清土装置仿真分析

针对我国马铃薯采后清洗作业方式多为直接水洗,缺少与之配套的干洗预处理环节而极大地影响马铃薯清洗效果的问题.在前期研发基础之上,设计一种基于错位对向搓送组合的马铃薯干式清土装置.利用Recurdyn软件中的柔性模块将毛刷辊转化为柔性体并与EDEM软件耦合建立离散元仿真模型,对马铃薯干式清土装置的清土过程进行数值模拟.以马...     

基于液固耦合的液压悬置特性仿真与优化

液压悬置动特性是评价其性能的重要指标,动特性的设计优劣对整车的NVH性能有着直接的影响.对某乘用车型使用的惯性通道解耦盘式液压悬置进行了液固耦合建模,使用ADINA软件对悬置的动刚度与滞后角进行了仿真分析,并总结了各项参数对动特性的影响.根据分析结果,改进了解耦盘的结构尺寸,并通过仿真验证了其改善效果,达到了设计要求.     

基于UG的车载式施药机械联轴器的仿真动画设计

近年来,车载式施药机逐步在农业病虫害防治中推广使用,但由于技术相对落后,在施药过程中普遍存在喷施不均、漂移、蒸发、污染和施药者中毒等问题。为此,在车载施药机桁架结构的设计分析过程中,引入了UG三维建模和仿真软件,通过计算机仿真分析,以期在车载式施药机行走速度不同的情况下保证相同的施药量,并在减少对环境污染的同时降低农业生产成本。为了验证方案的可行性,采用UG软件创建了桁架结构两中心线不相重合的轴的联轴器模型,并进行了运动仿真分析。结果表明:采用UG软件可以成功实现车载施药机机械零部件的运动仿真,且仿真结果符合实际运动规律,对于车载施药类机械结构的研究具有重要的意义。     

基于CATIA的烟叶拔杆机设计与仿真

针对现有烟叶拔杆机无法适用于山地丘陵烟区的现状,对烟叶拔杆机进行了研究,提出了一种新的设计方案.基于CATIA对烟叶拔杆机的关键零部件及整机结构进行了设计,建立了烟叶拔杆机的虚拟样机,并对虚拟样机进行干涉分析与运动仿真,结果显示整机结构不存在干涉现象,工作部件的运动轨迹符合设计要求,为烟叶拔杆机的进一步研制奠定了基础.     

基于ADAMS运秧车带式输送梯的设计与仿真分析

针对秧苗从田埂到运秧车上大部分靠人工搬运的难题,设计了一款运秧车带式输送梯,且目前对带式输送梯的研究主要停留在静态特性上,而对动态特性的研究较少。为此,采用运输梯三维模型的建立、动力学模型的简化及对模型施加约束与载荷的方法,建立了带式输送梯的动态特性模型,通过对模型的动态仿真,得到了带式输送梯速度特性及横向振动幅值特性。从分析结果可以看出:所设计的输送梯能够满足实际需要,并且和理论特性相符,能够较好地满足带式输送梯动态特性研究的要求。     

基于ADAMS的垂直摇臂式喷头多体动力学建模与优化

以Nelson SR100型垂直摇臂式喷头为对象,针对现有垂直摇臂式喷头动力学性能的研究存在忽略摩擦因素、过于简化模型等问题,基于虚拟样机软件ADAMS建立了垂直摇臂式喷头的动力学仿真模型,综合考虑摇臂与转轴、喷管与水管密封等部位实际的摩擦情况,以试验数据确定各部件之间的实际摩擦因数。针对垂直摇臂式喷头的垂直上下摆动、水平左右步进旋转这两个主要动作,运用STEP函数构建一个完整周期非自由与自由运动时间段内喷头导流器所受水平与垂直力的模拟函数进行动力学仿真。最后通过换向仿真,模拟实际摇臂在换向过程中,摆动杆对限位板的接触碰撞力的大小。以接触碰撞力最大值最小为目标函数,对上述接触碰撞力最大值进行优化,将影响换向顺利程度的换向杆长度等因素作为约束条件,优化后的最大碰撞力较优化前减少了55.9%。其动力学仿真结果可以为垂直摇臂式喷头的结构强度分析与疲劳寿命优化等相关动力特性的进一步分析及喷头动力学特性的设计提供基础。