犁体表面载荷分布的传感器阵列检测

为揭示犁体表面与土体间的相互关系,探讨使用压力传感器阵列测试犁体表面所受土体压力的可行性.用自制的隔离盒分别将11个压力传感器封装后布置在犁体表面,形成传感器阵列,并将构建的系统置于流变态粘性土壤中进行测试.测试结果表明,该测试手段满足使用要求,其数据表明最大点荷载产生于犁铧的铧面上,最小点荷载产生在犁铧与犁壁的过渡区域.     

自制八角环传感器的步骤及要点

一、前言 八角环传感器是在农机具力测试中较常用的一种传感器,可用来测量犁体在土壤中的前进阻力、土壤垂直反力和悬挂点的弯矩。由于受天气潮湿及试验条件等因素的影响,传感器极易遭受损坏而失效,因此.常常需自制八角环传感器。     

阳城犁镜

犁壁,又称犁镜.犁壁在犁铧的上方,与犁铧形成一个不连续的曲面.犁铧只能耕开土壤,不能翻转土壤.汉代犁壁的发明,使破碎和翻转土壤的问题同时得到了解决.耕地时,犁壁将犁起的土块向一侧翻转,起到翻压杂草、杀虫的功效,同时使用犁壁还可以减小犁体所受的阻力.     

阳城犁镜

犁壁，又称犁镜。犁壁在犁铧的上方，与犁铧形成一个不连续的曲面。犁铧只能耕开土壤，不能翻转土壤。汉代犁壁的发明，使破碎和翻转土壤的问题同时得到了解决。耕地时，犁壁将犁起的土块向一侧翻转，起到翻压杂草、杀虫的功效，同时使用犁壁还可以减小犁体所受的阻力。     

犁体曲面离散元仿真试验与参数优化

为了优化犁体曲面结构参数、减小铧式犁耕作阻力,采用水平直元线法设计犁体曲面,运用Solidworks软件建立实体模型,利用EDEM软件建立犁体—土壤离散元模型,并以犁体阻力最小为目标,对犁体铧刃角、犁铲安装角和导曲线扣垡角三因素进行正交仿真试验。仿真结果表明:所建立的犁体—土壤离散元模型可以较好地反映犁体在耕作过程中的阻力的变化情况,犁体阻力随着犁体与土壤接触面积的增大而增大,当犁体全部进入耕作状态时,犁体所受阻力达到2 621～2 795N,且趋于稳定。正交试验结果表明:铧刃角对犁体阻力影响极显著,犁铲安装角和导曲线扣垡角对犁体阻力影响显著。犁体结构最佳设计参数组合为:铧刃角45°,犁铲安装角25°,导曲线扣垡角5°,犁体阻力为2532 N,比优化前减少6. 36%。研究结果为犁体曲面优化设计提供一种离散元分析方法,也为犁体曲面的设计提供数据参考。     

基于离散元的棉田仿生减阻犁体设计与试验

针对当前铧式犁在棉田土壤犁耕作业过程中易黏附、阻力大、能耗高等问题,立足两种典型棉田土壤,以犁体、棉田土壤和两者之间的相互作用为研究对象,提出犁体曲面模型优化和表面结构仿生相结合的方法。以穿山甲体表的鳞片三角圆弧状结构和蜣螂体表的凸包结构相结合作为仿生原型,研制一种棉田仿生脱附减阻犁体,分别对两种棉田土壤的物理和化学特性进行试验测定并建立离散元模型。进行传统犁体与仿生犁体的耕作过程仿真与试验,在1号土样中仿生犁体相对传统犁体减阻5.4%,土壤减粘性能提升44.15%;在2号土样中仿生犁体相对传统犁体减阻7.8%,土壤减粘性能提升45.49%,研究结果表明仿生犁体对棉田土壤减粘降阻效果明显。     

犁面前部土体表层位移场分布有限元分析

由三坐标测量机获得犁体曲面的点云数据,然后利用Pro/E的逆向造型工具反求出犁体曲面,并将反求模型导入ANSYS/LS - DYNA软件中完成犁体耕作过程的动力学模拟仿真.仿真结果表明,在与土体-犁体接触点垂直的平面内,土体位移以与犁体接触点为中心呈环带状向四周逐渐减小.并将模拟结果与土槽试验的结果进行对比分析,验证了模拟过程的可行性.     

拖拉机阻力控制系统的室内模拟实验装置

分析了耕作过程中犁体所受土壤阻力数学模型，据此建立了阻力的系统的室内模拟实验系统，并运用系统辨识的手段，获得并分析了加载系统的数学模型。为在室内进行阻力控制系统实验分析奠定了基础。     

南方系列水田犁犁架强度计算

用空间力法、有限单元法并借助电子计算机编制通用程序计算了南方系列水田犁犁架强度。从83个方案中,择优确定了全系列12种梯形犁架及斜撑杆的支撑位置。计算结果与脆漆、电测试验吻合。悬挂犁在工作中所受的主要外力有:犁体工作阻力、反力、悬挂杆的反力、犁的自重等。犁侧板横向反力F_(my)对碎土型、通用型犁体设各铧都一样;对翻垡型、窜垡型犁设最后一铧占总数一半,其余各铧均匀分配。犁侧板的纵向阻力F_(mx)=f·F_(my)(f——钢与土壤的摩擦系数)。轮式拖拉机悬挂的犁架,单犁体的纵向阻力     

雷肯1LFTT-550液压翻转高速犁田间测试试验

深耕作业能有效解决土壤板结问题,改善土层盐碱分布。液压翻转高速犁是现代农业发展的必然需要。南疆地区以沙壤性土为主,各类品牌的液压翻转高速犁作业效果存在较大差异。为了试验适宜于南疆土质条件的高速犁体,以雷肯1LFTT-550液压翻转高速犁为测试样犁,设定3种常用的南疆土质条件进行测试试验。结果表明:耕作层水层为16～20%RH的土壤更适合南疆沙壤土的耕地作业;LEMKEN 1LFTT-550悬挂式翻转犁在耕深稳定性、驱动轮滑转率及土垡破碎率等作业指标上有较好的作业效果,全耕层稳定在78.745%,在作业速度为10.9km/h时可获得较好的垡土效果,且具有较经济的油耗性能。从测试结果来看,雷肯犁在土垡破碎率、耕深耕宽稳定性方面仍有待进一步优化提升。因此,借鉴于国外优质犁体,研究适宜于新疆土壤条件的国产犁体有较大的应用价值。     

碎土型犁体曲面作业过程的仿真分析——基于ANSYS/LS-DYNA

在农机作业中,铧式犁主要是通过犁体曲面完成对土壤的切土和翻垡,达到土壤耕作的目的.犁体曲面的参数对铧式犁的工作性能和动力消耗都有较大的影响.为此,利用数学建模中参数化建模的方法对碎土型犁体曲面进行建模,并对犁体曲面耕翻过程进行动力学仿真分析,得出优化的曲面参数及其各项参数对犁体曲面工作性能(牵引阻力、翻馑性能)的影响,从而达到对铧式犁优化设计的目的.     

1LF-540型浅翻深松犁的研制

设计研发了浅翻深松犁,对表层耕作土壤进行翻耕而对底层进行疏松,最后形成有利于作物根系生长发育的良好土体结构。文中介绍了整组犁体的结构、工作原理、试验情况和机具特点,作为与保护性农业耕作技术相配套使用的农业机具,有着良好的推广应用前景。     

犁体外载理论及其分析

犁体外载,系指犁在耕作过程中,土壤施加于犁体上的作用力。土壤对犁体曲面的阻力是一个复杂的空间力系,这力系的合力,即土垡对犁作曲面的总阻力。至今,还没查到犁在特定使用条件下,用理论计算出比较系统、完整的犁体外载资料。国内外通常都用试验方法测定,在一     

油菜直播机开沟犁体曲面优化与试验

为减小油菜直播机开畦沟系统牵引阻力并分析机组不同作业速度对牵引阻力影响的规律,开展了开畦沟犁体曲面参数与作业速度的试验研究。建立了EDEM离散元土壤仿真模型,以犁体牵引阻力为试验指标分别开展以铧刃起土角、导曲线开度、直元线起始角、直元线最大角及作业速度为试验因素的试验;构建了犁体曲面优化模型,并开展了犁体曲面的3D打印及试制加工。仿真试验结果表明:在试验范围内,牵引阻力随铧刃起土角增大而减小,分别随导曲线开度、直元线起始角、直元线最大角增大而增大,随作业速度的增大而急剧增大,作业速度从1.0 m/s增加到2.0 m/s,牵引阻力及功耗分别为前者的1.98倍及3.97倍;仿真优化结果表明:当犁体在一定工作参数条件下,铧刃起土角为15°,导曲线开度为190 mm,直元线起始角为35°,直元线最大角为40°时,犁体牵引阻力最小为241.11 N,比优化前减少11.26%。为考察优化犁体实际田间作业效果,对犁体进行3D打印及试制加工并与原有犁体进行田间对比试验,结果表明优化犁体作业的畦沟沟底大块土垡少,残留土壤质量减少62.87%,沟底干净,T型沟明显。     

土壤采样器采样过程动力学仿真分析

为研究土壤采样器在采样过程中的工作特性,建立了土壤模型;运用ANSYS的LS-DYNA对土壤采样器与土体的采样过程进行动力学仿真分析,并用瞬时动力学方法分析了采样筒贯入土体的动态过程。同时,通过LS-PREPOST后处理软件得出了土体中应力场的分布图,分析了土体中的应力分布,分析了贯入时对土样的扰动情况:采样过程中,土体的轴向压缩量在采样筒头部与土壤接触处最大,而土样中心部位较小。     

花生收获机械土壤阻力测试装置试验与设计

为便于对花生收获机械作业过程中所受的土壤阻力进行测试与研究,研制了由机械部分、传感器和信息采集与处理3部分组成的花生收获机械土壤阻力测试装置。测试装置由拖拉机牵引可快速连续测试土壤阻力,并能实时显示、即时存储。系统标定和实验室试验表明:系统运行稳定,平均测试精度达93.07%;在田间进行两因素三水平验证试验,测试装置运行平稳,准确地反映了所受土壤阻力情况。     

基于犁体六分力试验的犁体曲面静应力分析

针对新疆南疆地区铧式通用单犁体,根据犁体各参数使用Pro/E建立曲面模型,并将所建立的模型导入ANSYS软件中,通过将耕深为30 cm,土壤湿度为20.17%,耕速分别为2 km、3 km、4 km、5 km、6 km时犁体六分力试验中的力加载到所建立的有限元模型中对犁体曲面进行有限元应力分析。结果表明:在实验条件下,犁体曲面最大应力在速度不断增大的情况下有着先增大后减小再趋近于稳定值的规律,在速度为4 km/h时,犁体曲面的应力值达到最大134.41 Mpa,犁体曲面的主要应力集中在犁柄与犁板的连接位置,犁体曲面的应力分布规律可为设计新犁体、改善犁体结构提供参考。     

保持犁铧刃口锋利的措施

据有关资料介绍,在耕地作业中,犁铧承受的土壤阻力约占整个犁体阻力的一半.这是因为它在犁耕过程中不断地切开土壤,抬起伐片引向犁壁升起并初步破碎.     

工字梁式测力传感器的试验研究

工字梁式犁体外载测试传感器利用了剪切测力原理,因而具有较强的抗侧向力能力和外形低等优点。本文对该传感器进行了静态标定、动态特性测试和光弹性应力分析研究。 一、测力原理 传感器的安装方式和贴片方案分别如图1和图2所示。记犁体水平前进方向阻力为R_x,     

设施农业犁具作业性能仿真研究

为探索土壤与作业机具间相互作用关系,以单铧犁为例,进行犁体曲面建模,建立土壤与犁体模型,通过模型仿真对单铧犁作业性能进行研究。通过对模型进行静力学仿真,获得犁体曲面的应力变化;通过对模型进行动力学仿真,可知犁具的犁耕速度适宜取在0.3 m/s左右,此时能保证生产率与犁具使用寿命。