船式车辆船体起步阻力理论及试验研究

分析了船体车辆的行驶特点及船体起步阻力的形成机理，建立了船体起步阻力的预测模型，并对此模型进行了室内土槽试验验证，结果表明，试验结果与预测计算基本吻合。     

气幕减阻对模型船体起步阻力影响的分析

试验研究表明,由于湿软土壤与船体钢板间的粘附作用,船式拖拉机静止船体的起步阻力随船体停置时间的延长而增大,其值可达正常滑行阻力的五六倍以上。为了降低起步阻力,在试验室内对模型船体进行了气幕减阻试验。结果表明,利用气幕效应可使静置船体的起步阻力降低20～25％。     

减少船体滑行阻力的探讨

本文应用流体力学理论,对船体的泥水膜与船底形状尺寸之间的关系进行了理论分析。分析表明,阻止船底泥水侧泄,保持较多泥水将提高船底泥水膜的承载能力,从而使船体的滑行阻力减小。 据此进行了模型船体加装挡板的防侧泄滑行试验,试验得出20mm宽挡板的最佳高度为6 mm,用此挡板在原型船体最大功率档速度下运动,可使船体滑行阻力下降44％。     

机耕船耐磨抗蚀船体涂层的试验研究

为增强机耕船船体的耐磨、抗蚀能力,提高其服役寿命,对船体采用大面积热喷涂强化处理技术进行了试验研究。着重试验研究了耐磨、抗蚀涂层材料的设计配制、性能优选和喷涂工艺参数的选定。将所喷涂后的船体经田间试验,证明般体耐磨性提高了2～3倍。该研究结果,亦适用于一般大面积耐磨、抗蚀涂层的热喷涂处理。     

船式拖拉机耕作工况试验研究

本文在田间进行了大量船拖空行行走功耗、船拖轮区旋耕功耗,船拖非轮区旋耕功耗以及船拖旋耕机整机(旋耕机全幅盖)功耗测定试验的基础上,研究各类土壤条件、不向形式驱动轮对船拖耕作工况的影响规律;驱动轮行走功耗和旋耕功耗,轮区旋耕功耗和非轮区旋耕功耗的分配规律;驱动轮对各类土壤破坏的影响。为正确、合理设计高效低耗船拖以及配套耕作机具提供了一定的依据。     

降低船拖滑行阻力及船体比压的研究

本文进行了船拖船体原型及加装防泄挡条和船头月牙形侧挡板的试验,并找出了最佳挡条高度与宽度。同时还进行了船拖船体比压的理论计算和测试,结果表明;加装挡条和月牙形侧挡板能大大提高泥水膜的承载能力,降低了船体的滑行阻力。     

船体对比磨损规律试验研究

利用模型强化试验法,研究了船式拖拉机船体采用泥水膜润滑技术前后的磨损规律。试验发现,采用泥水膜润滑技术后,磨损量大幅度下降。在滑行速度3.5～5.0km/h、比压2600～5700Pa 条件下,磨损量下降了53％～83％。试验证明船底的磨损在泥水膜润滑条件下得到了显著的改善。     

基于流固耦合的船式拖拉机船壳的结构强度分析

为计算船式拖拉机的船壳在实际工况下的应力及应变,运用流固耦合理论和有限元方法对船壳进行结构强度分析。分别计算船壳在不同载荷下的最大等效应力及变形量,进一步研究船式拖拉机工作速度对船壳最大等效应力和总变形量的影响,并对船壳进行强度校核和刚度评价。结果表明:船壳最大等效应力和变形量受水田支反力影响较大,受流体压力影响较小;船壳的最大等效应力及变形量随着速度的增加而增大,船壳的最大等效应力增大的速率较大。强度校核结果表明:当速度超过7m/s时,船壳在工作时有可能发生破坏;船壳刚度评价都符合标准要求。     

基于振动减阻原理的旋转中耕机关键部件设计与试验

针对传统中耕机粘重土壤环境作业时切削阻力大、能耗高等问题,借鉴农业机械设计中振动减阻方法,对旋转中耕机关键部件进行设计。通过建立旋转单体运动方程,对碎土刀切削土壤阻力及旋转单体减阻机理进行分析,为旋转中耕机关键部件设计提供理论依据。采用二次正交旋转组合试验,以机器前进速度、刀辊转速和弹簧刚度为试验因素,以作业功耗、碎土率为试验指标,在室内进行台架试验,并运用Design-Expert软件对试验数据进行方差分析和响应面分析,得到影响因素与响应指标之间的数学模型,对数学模型进行优化及验证。试验结果表明,在刀辊转速为247～268 r/min、机器前进速度为0. 5～1. 0 m/s、弹簧刚度为11. 39～15. 16 N/mm时,相应试验指标作业功耗为1. 55～1. 90 k W、碎土率为91. 3%～92. 9%。选取最优水平组合中的一组进行验证及对比试验,结果表明,通过振动可有效降低旋转中耕机的作业功耗,与传统机型相比,其作业功耗下降了32%。在最优组合参数下进行田间试验,得到其作业功耗为1. 95 k W,碎土率为92. 8%,其作业性能满足中耕机作业要求。     

船式拖拉机气层减阻研究

为预估不同含水率的水田土壤气层减阻所需通气量,通过流变仪测得相应的水田土壤参数,并构建仿真模型进行了相应仿真试验.在试验过程中,分析了不同通气量下的船底气层覆盖情况以及不同通气量下的阻力变化,解释了其减阻机理,并采用公式的形式拟合了含水率与最优通气量的关系.研究发现:含水率为80％的水田土壤减阻率可以高达21.9％,对...     

VIP控制技术降低稻米镉含量试验

为探明镉污染稻田农艺措施修复和降低稻米镉含量的效果,开展了镉污染VIP控制技术小区试验,对试验区域水稻产量、土壤pH值、土壤和稻米镉含量进行比较分析。结果表明:通过VIP控制技术,水稻产量有不同程度的增减,土壤pH值显著增加18.18％～21.18%,土壤镉含量减少0.033～0.041 mg/kg,稻米镉含量显著降低,降幅在43.7%～64.1%。“低镉品种+优化水分管理+施用生石灰”控镉技术为降低重金属镉污染稻田稻米镉含量的最佳推广模式,经济、实用、环保又有效。      

基于TRIZ理论的新型船式拖拉机换轮机构设计

为满足农机市场对船式拖拉机的迫切需求,设计了新型船式拖拉机的关键部位之一换轮机构。在基于TRIZ理论的基础上,根据系统进化法则和系统矛盾对立消除法则设计的换轮机构,采用PRO/E进行建模,利用ANSYS分析齿轮应力大小及分布并计算输出轴的低阶模态,满足基本的设计要求。     

胡萝卜联合收获机高效减阻松土铲设计与试验

针对胡萝卜联合收获机作业时松土铲普遍存在作业阻力大、漏拔率高等问题,设计了一种高效减阻松土铲。以狗獾爪趾为仿生原型设计了仿生减阻铲尖,并分析了其减阻机理,建立了铲翼与土壤间的力学接触模型,确定了影响松土铲作业质量的铲翼结构参数。基于EDEM离散元仿真技术,建立了部件土壤作物多元仿真模型,通过单因素试验与正交旋转组合试验,确定了铲翼结构参数取值范围及其对指标的影响规律。建立了试验因素与指标间的多目标优化数学模型,运用Design-Expert 8.0.6软件确定了松土铲的最优参数组合,通过田间性能试验验证了高效减阻松土铲的作业性能。结果表明:影响胡萝卜联合收获机松土铲作业质量的主要结构参数为铲翼开角α和铲翼倾角β,当铲翼开角α和铲翼倾角β分别为120.27°和47.37°时,松土铲作业性能最优,最优组合下前进阻力与胡萝卜拔取力分别为1908.76 N和55.37 N。经田间性能试验验证,田间试验结果与仿真优化结果基本一致,与凿式松土铲相比,高效减阻松土铲前进阻力降低了5.79%,胡萝卜拔取力降低了20.68%,漏拔率降低了3.8个百分点,满足胡萝卜收获农艺要求。     

基于CFD-DEM的稻谷通风阻力数值模拟与试验

为探究稻谷通风中谷层阻力的变化规律,基于离散元理论,构建了2个品种稻谷颗粒的数值模型,采用CFD-DEM耦合模拟了垂直圆管约束中的稻谷颗粒群在不同风速及谷层深度下通风阻力的变化规律。结果表明:在表观风速一定时,谷层阻力随谷层深度的增加而非线性增加(R20.99);当谷层深度一定时,谷层阻力随表观风速的变化关系可表达为二次多项式形式(R20.98);不同品种的稻谷在相同条件下谷层阻力变化趋势相同,数值不同,长粒型较短粒型谷粒通风阻力小。通过搭建试验装置,对模拟结果进行了试验验证,成对t检验(α=0.01)结果表明差异不显著,数值模拟与试验结果吻合,证明应用CFD-DEM方法数值模拟稻谷通风阻力是可行的,获得的拟合方程可用于谷仓通风阻力计算,指导就仓干燥系统管网设计及风机的选配。     

泵装置拍门阻力损失数值模拟与试验

采用数值模拟与模型试验相结合的方法对模型泵装置出口拍门的阻力损失进行研究.通过模型试验获得了出口拍门在不同开启角度时的阻力损失值,归纳了拍门阻力损失随流量变化的规律.结果表明:拍门阻力损失受导叶出口环量的影响,阻力损失与流量的平方不呈正比,在相同流量时,泵装置效率下降值与拍门开度亦非正相关.应用CFD软件对泵装置设计工况时拍门开启角度25°及无拍门时出水流态进行数值计算,分析了有、无拍门的出流流态,依据数值模拟结果预测了拍门阻力损失,在设计工况时的数值预测值与试验结果吻合较好.     

履带车辆换挡离合器作为车辆起步离合器的技术

分析了装有行星变速箱的履带车辆的主离合器起步和换挡离合器起步过程,提出了利用换挡离合器作为起步离合器的无主离合器起步方法,并且制定了换挡离合器起步的控制策略。实车试验表明,利用换挡离合器起步的方案可行,基本满足起步过程的平顺性要求。