马铃薯收获机挖掘铲有限元静力学分析

针对2种结构的马铃薯挖掘铲,采用ANSYS软件对其进行有限元静力学分析,挖掘铲有限元模型根据其安装位置和材料建立,载荷为土壤加载到铲面的张向力,通过求解挖掘铲的变形和应力分布,进行强度校核,根据分析结果选择出性能更好的挖掘铲,为挖掘铲的设计提供理论依据。     

马铃薯挖掘机挖掘铲力学模型构建

为了研究马铃薯挖掘机工作阻力大小的影响因素,以挖掘铲为研究对象,分别进行了挖掘铲的受力分析、土壤的受力分析,以及相关辅助参数的求解。同时,构建了挖掘铲工作过程的力学模型,推导出了工作阻力的数学表达式,归纳总结了影响工作阻力大小的相关参数,为后续运用计算机软件进一步对挖掘铲进行力学分析提供了基础依据。     

马铃薯挖掘机挖掘铲的设计

介绍了适合不同地区、不同作业条件下的块茎类挖掘机挖掘铲的具体参数，讨论了不同参数对马铃薯挖掘机的影响。确定了挖掘铲主要技术参数。     

马铃薯挖掘铲的改进设计与试验

针对目前马铃薯收获机田间收获试验中挖掘铲入土困难及大块土壤破碎效果不理想导致壅土现象等问题,对挖掘铲进行了改进优化,对比分析了振动式挖掘铲和静挖掘铲的区别,并对振动式挖掘铲的铲宽、铲面倾角、铲仞倾角等进行了分析计算.以明薯率、伤薯率、含杂率为性能指标,对设计挖掘铲进行了可靠性验证,以经过杀秧处理的马铃薯植株为试验对象进...     

马铃薯挖掘铲工作阻力计算与分析

以马铃薯挖掘铲为研究对象,构建了挖掘铲工作阻力的力学模型,归纳总结了影响工作阻力大小的相关参数。采用C#语言开发了一款专用的工作阻力计算工具模块,并以铲面宽度、挖掘深度和铲面倾角为变量,对比分析了各参数变化对工作阻力大小的影响,为挖掘铲结构进一步优化设计提供了参考依据。     

基于Solidworks的各型马铃薯挖掘铲应力研究

针对传统马铃薯收获机挖掘铲试验研究花费大、周期长的问题,采用Solidworks三维设计软件的有限元分析功能,通过对工作过程进行理想化假设后,根据其安装位置和材料建立铲片有限元模型,载荷为土壤加载到铲面的力,分别计算各种型式挖掘铲的应力分布状况,通过计算结果对比,得出适合于目前马铃薯收获机挖掘铲较好的结构型式,为今后挖掘铲的设计提供理论依据。      

马铃薯挖掘铲试验台架的研制

马铃薯挖掘铲属于马铃薯收获机上的关键部件,其结构及工作原理直接影响整机的作业性能,尤其在粘重壤土条件下,要使其达到减粘脱附、减阻增效以及挖深稳定的目的,须开展相关的试验研究工作。为此,依据近年开展的仿生挖掘技术的研究成果,通过专门的试验装置开展其在马铃薯挖掘收获方面的应用研究,以此获得试验对比数据,从中选择出较佳性能参数的挖掘铲,以共性技术的形式推广应用在需要的收获机上,以解决现有机器该关键零部件性能方面所存在的问题。     

三七种苗仿生挖掘铲设计与有限元分析

针对现有三七种苗挖掘铲挖掘阻力大、碎土性能与减黏性差等问题,设计一种三七种苗挖掘铲。本研究运用仿生学原理,依据穿山甲良好的挖掘性能设计三七种苗挖掘铲。对穿山甲前爪中趾和鳞片进行结构分析,测量爪趾纵剖面和前端轮廓数据,通过曲线拟合得到仿生铲外形轮廓;结合穿山甲鳞片表面的楔形形状,将仿生铲表面设计成有凸起的楔形铲面;根据三七育苗农艺,确定仿生铲的挖掘深度和挖掘铲宽度;建立仿生铲三维模型,通过Ansys有限元仿真分析,确定挖掘铲厚度和入土角,研究仿生挖掘铲结构性能;并运用EDEM离散元动态仿真分析验证凸起仿生挖掘铲作业过程中所受阻力和土壤挖掘效果。三七种苗挖掘铲设计为凸起仿生挖掘铲,由Ansys仿真分析可知,凸起仿生挖掘铲最大应力为11.864 MPa,最大变形量为0.064 687 mm;由EDEM离散元法仿真分析得到凸起仿生挖掘铲挖掘阻力比平面铲小18.78%,作业时土壤颗粒平均翻滚角速度较平面铲提升27.13%,且具有较好的减黏效果。用穿山甲前爪和鳞片仿生三七种苗挖掘铲,能在保证不破坏三七主根和剪口的同时,达到增大碎土性能和减少土壤黏附的效果。该研究对三七种苗挖掘铲的设计与改进具有重要意义。     

马铃薯仿生挖掘铲片及其减阻特性研究

设计了一种马铃薯仿生挖掘铲片,研究其在土壤运动过程中的减阻性能。运用仿生手段对蝼蛄前爪第一趾进行仿生信息的提取,设计了一种马铃薯仿生挖掘铲片,利用EDEM对挖掘铲片进行挖掘土壤过程仿真。在EDEM仿真过程中,根据铲片对土壤的扰动情况分析可知:仿生挖掘铲片对土壤应力较分散,铲面具有碎土能力,挖掘方向所受平均阻力为118.212N;普通挖掘铲片对土壤应力较集中,铲面不具有碎土能力,挖掘方向所受平均阻力值为159.508N;仿生挖掘铲片较普通挖掘铲片所受平均阻力减小近35%,仿生挖掘铲更具优良的挖掘性能。     

基于单垄双行种植农艺的马铃薯挖掘铲设计与试验

针对目前丘陵山区马铃薯收获劳动强度大、机械化程度低和现有马铃薯挖掘铲作业效率不能满足实际需求等问题,设计了一种适合单垄双行种植农艺使用的马铃薯挖掘铲。通过分析和设计马铃薯挖掘铲结构,确定了马铃薯挖掘铲入土倾角为21.5°、铲刃张角为19°、铲宽为1230mm、铲长为220mm等参数;借助Ansys 2020有限元分析软件,获得了马铃薯挖掘铲模拟工作时最大应力为31.491MPa、最大应变为1.5797×10^-4和总变形为0.81716mm等结果,且均符合要求。完成马铃薯挖掘铲实际加工后,进行了收获田间试验,结果表明：马铃薯收获明薯率为98.54%,破皮率为1.51%,伤薯率为1.31%,均符合且优于相关国家标准要求。所设计的马铃薯挖掘铲达到了预期目标,可为今后相关工作提供参考。     

有限元法在土壤切削过程模拟中的应用

介绍了土壤切削和有限元法的基本概念,探讨了国内外学者使用有限元法模拟土壤切削过程的进展情况,总结了有限元法在土壤切削过程模拟中遇到的问题.同时,提出了应加强对有限元法在多参数交互、有秸秆混合的复杂土壤条件下的切削过程模拟的研究.     

有限元法分析土壤切削问题的研究进展

有限元法有助于较全面地理解土壤切削现象,它可以预测土壤的应力分布、变形状况、破坏的位置、耕作部件的法向和切向的应力分布。阐述了用有限元法分析土壤切削问题的研究进展情况。指出了当前研究所存在的问题并对以后应用有限元法研究土壤切削问题作了展望。     

复合形态深松铲耕作阻力有限元分析与试验

以复合形态深松铲为研究对象,采用ANSYS/LS-DYNA分析了深松铲在土壤耕作过程中耕深与前进速度对深松耕作阻力的影响,并以圆弧形深松铲为比较对象,分析了复合形态深松铲的减阻效果。为了验证有限元分析方法的可行性,对复合形态深松铲和圆弧形深松铲进行了室内土槽的耕作阻力验证试验。研究结果表明,通过有限元法模拟出的深松铲耕作阻力与室内土槽试验所测定的结果具有相同的变化趋势,利用有限元法可以分析深松铲的工作性能。在深松铲前进速度为4～5 km/h范围内,相对于圆弧形深松铲,用有限元法模拟复合形态深松铲的耕作阻力在耕深为300、350和400 mm时,平均减阻分别为44.07%、43.71%和33.83%。     

基于CFX的荸荠采收船水刀喷嘴的有限元分析

基于土壤液化原理的荸荠采收船是集挖掘、清洗、装箱于一体的荸荠采收设备,其水刀切碎系统可以把土壤分块后液化,提高了采收船的工作效率。为此,介绍了采收船和水刀切碎系统的工作原理,利用Solid Works建立了水刀喷嘴的实体模型,导入ANSYS Workbench环境下的CFX进行流体分析,得出了流度最小和流速最大的喷嘴的水流速度分布。根据分析结果,选择了离心泵型号。     

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。     

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。     

热态测量中车轮热变形的有限元分析

针对热轧车轮在线热态检测中关键的热变形问题，建立了热轧车轮的导热微分方程并对其进行了有限元格式求解。使用有限元方法分析了热轧车轮的热应力和热变形历程，得到了待求热轧车轮尺寸相应的热变形系数。试验结果与理论分析基本吻合。     

关于连接件参与结构有限元分析的探讨

连接件合理地布局不但可使整个结构受力均匀,而且会降低结构本身的应力集中效应,将连接件视为一个有限元素,阐述了其特点及在结构离散化、结构有限元分析时的具体问题.     

基于ANSYS带衬套生物质成型有限元分析

采用ANSYS软件对生物质液压成型机的关键部件—压缩腔内的套筒进行结构有限元分析,探讨了衬套与套筒接触处的应力分析及处理方法,得出生物质在挤压过程中衬套与套筒的应力变化情况以及同一位置有无衬套时位移与反力的关系曲线,与实际相符。对有无衬套结构受力以及生物质所受的反力进行了分析比较,以期为压缩腔的结构设计和改进提供依据。