旋耕力曲面典型形状的研究

给出了描述旋耕刀曲面形状特征的３个角度参数：滑切角、起土角及偏切角，对比研究了日本典型旋耕刀ＦＴ８０３及Ｙ１５１和我国标准旋耕刀ⅡＴ２４５的这３个角度参数值，拽出了旋耕刀曲面形状对其耕作性能和功耗的影响。     

正反转旋耕灭茬机刀片的功耗分析

旋耕机是一种应用非常广泛的耕耘机械.人们目前使用的大部分都是正转旋耕方式和正转刀片,对反转旋耕方式及其刀片的研究相对较少,并且对其中的一些性能和适用条件尚未完全了解.为此,分析了旋耕过程中不同的旋耕方式对于旋耕功耗以及各种负荷的影响,提出了在一定渠道条件下的旋耕方式,为设计出合理的刀片形状提供理论依据.     

斜置旋耕试验研究

在自行研制的斜置旋耕试验台上 ,分别采用国标旋耕刀和斜置旋耕刀进行了斜置旋耕试验 ,得到了水平分力、垂直分力、轴向分力、比功耗等参数随台车前进速度、刀辊转速和斜置角变化的规律     

斜置旋耕刀的研制

斜置旋耕是降低能耗、提高耕作质量的一种新型旋耕方式。斜置旋耕时,旋耕刀一边沿垂直于刀轴的方向滑切土壤,一边沿平行于刀轴方向撕裂土壤。土壤的破坏形式由正置旋耕时的单纯受压变为受压－撕裂,并有效地降低了旋耕功能。为了适应斜置旋耕的特点,笔者研制了刀面为弯曲面的斜置旋耕刀,并和具有同样回转半径和刃口曲线的国标旋耕刀进行了对比试验,结果表明：采用斜置旋耕刀进行斜置耕作,其功耗可降低８％左右。     

旋耕刀正切刃设计方法的研究

论述了旋耕刀正切刃的设计，推导了正切丸弯折方程，讨论了正切刃滑切角的计算，应用偏心圆方法设计了正切刃，并对有关参数进行了分析。     

斜置旋耕三维凸埂研究

斜置旋耕时,由于刀辊的斜置,土垡受到旋耕刀的侧向撕裂而形成一楔状土台,所以应将旋耕沟底不平度的研究扩展到三维空间。本文详细分析了斜置旋耕作业过程中沟底凸埂的成因,建立数学模型确定了斜置旋耕凸埂的立体形状。理论研究和实测结果均表明：斜置旋耕沟底较正置旋耕沟底更为平整。     

反转旋耕刀滑切角分析与计算

对反转旋耕刀滑切角的分析与计算表明：反转旋耕刀滑切角的意义及方程与正转旋耕刀相同，可以按照统一的方法描述旋耕刀滑切角的特性，并计算其大小。由于工作范围不同，反转旋耕刀滑切角是从大逐渐减小的，其变化规律与正耕刀不同。如果反旋刀入土时不能满足滑切要求，则在整个切土过程中都不满足滑切要求。在切土阶段，反转旋耕刀的动态滑切角大于正转旋耕刀，但由于反转旋耕切草类似于无支承切割以及反旋刀抛土性能差等特点，反转旋耕刀的缠草总是仍然比较突出。     

基于UNRBS理论的旋耕刀曲面造型

基于NURBS理论，对旋耕刀侧切刃、正切刃进行了统一的数学模型，并在VC＋＋平台上对旋耕刀刃线、刀面实施NURBS参数造型，获得了较满意的刃线、刀面形状，从而开辟了旋律刀设计途径，提高了效率。     

组合式旋耕多用机设计研究

本文从耕整地机械的结构设计入手,探讨了机具主要参数和性能指标,比较充分地体现了复式作业和一机多用的设计思想,合理配置了各工作部件,解决了机组作业质量不稳定及耗能过大等难题。     

覆盖作物对土壤物理特性及旋耕作业的影响分析

覆盖作物可改善土壤持水能力,但是对土壤硬度的影响与土壤含水率有关。对覆盖作物进行耕前割倒作业可解决旋耕作业时在旋耕刀辊上产生的缠绕问题。大量作物残茬置于土壤表层会影响后续作物的播种质量和出芽率,所以对于干物质量大的覆盖作物不宜直接采用旋耕作业。     

双层施肥旋耕播种机的设计

设计了一种双层施肥旋耕播种机,在旋耕播种的同时施深、浅2层肥。通过对其功率消耗,深开沟器的分析和计算,表明双层施肥作业原理是可行的、合理的,深开沟器能够满足工作要求。该机集旋耕、深施底肥、播种、施种肥等多项作业于一机,提高了工作效率。     

耕作土壤地表不平度的分形特性

利用激光式不平度测试仪测定犁耕耕地、圆盘耙耙地和驱动耙耙地地表的不平度，测定沿着3个方向进行，即平行、倾斜和垂直方向。通过对各种分形计算方法进行比较，对每一种地表不平度的RMS高度和分形维数进行了分析。结果表明：RMS高度和各种地表的相关性不如分形维数明显，而且两者间存在一定的关系。最后提出利用地表不平度指数可以较好地表征随机地面的特性，地表不平度指数越大，地表不平度越大。     

土壤旋切振动减阻的有限元分析

提出了一种对旋耕机具施加振动载荷进行压实土壤切削减阻的方法。对板结土壤参数进行土壤三轴测试试验,结合LS—DYNA的MAT147材料模型,测试土壤材料模型参数,并建立了南方丘陵地带板结土壤本构模型及土壤振动旋切过程的有限元数值模型。通过三维数值模拟和计算,分析了外加激励的振型、频率及振幅等因素对土壤切削阻力的影响及变化规律,并得到实现最优减阻效果的各项参数组合。研究结果表明,采用振动旋耕机具进行土壤作业过程中,选择合适振动频率、幅值以及振动类型的外加刀具振动能实现土壤耕作减阻,有效降低机具的土壤切削功率。     

耕作力学研究中的土壤结构表现与评价

南京地区农地耕作层土壤显示2种土壤结构形态:机械耕作以及生物学特征的土壤结构表现。前者表现为可分离的较大尺度土垡,且土垡影响到作物根系的生长;后者表现为生物孔洞的存在。将涵盖所有尺度的土壤粒子构成的耕层土壤空间拓扑关系定义为土壤"广义结构",从而使耕作研究超出于土壤结构的农业与化学框架。耕作影响到土壤的广义结构,进而影响到不同尺度下生物系统的繁殖、生长与活动。     

船式旋耕埋草机螺旋刀辊作业功耗试验

基于LabView软件平台开发了功耗测试系统。采用相位差原理,对船式旋耕埋草机的螺旋刀辊进行了中稻收获后的水田适度耕整与秸秆埋覆还田功耗试验。在功率测试平台上对测试系统进行了标定,结果显示系统测量误差在5%以内。在田间对螺旋刀辊作业功耗进行了实时检测,通过分析各因素对功率消耗的影响,得到了船式旋耕埋草机较优作业模式：实行2次耕整,刀辊转速310r/min,其中第1次作业耕深55mm,其平均作业功耗为7.13kW,第2次作业耕深达到110mm,其平均作业功耗为7.59kW,两次耕整后秸秆埋覆率达到95%以上。