犁体曲面最佳拟合

本文介绍了形成犁体曲面的一种方法——样板曲线扫描法。构造了犁体曲面的特性函数。把犁体曲面最佳拟合问题归结为求解一个含有N个变元及M个不等式约束的非线性规划问题。从而在最佳拟合的意义下,得到犁体曲面的数学表达式。已成功地用于对南方系列水田犁的各种犁体曲面进行数学描述。     

基于MDT的双翼翻土防漏耕犁的犁体曲面展开

介绍一种基于MDT的犁壁曲面双样板曲线近似展开法，在MDT平台上直接用直线投影法求样板曲线，并直接将正视图投影到三维犁曲面上求各元线实长，减少了计算工作量，具有快捷方便的优点，该方法已用于双翼翻土防漏耕犁的设计，效果良好。     

犁体CAD通用数学模型的研究

通过对Ｂ样条理论的研究,创建了新的通用犁体曲面和样板曲线数学模型及其参数造型,该模型库自动化程度高,数据处理便捷,无需分片描述,曲线曲面（包括犁体曲面,样板曲线,翻土曲线）整体即可可达到二阶参数（Ｃ＾２）连续,具有较高的光顺性利用该模型库结合三维图形,实体造型和图像模拟技术开发的ＣＡＤＴ使犁体曲面的优化,设计过程自始至终都十分直观,透明和方便,有效提高了设计质量和效率。     

犁体参数化设计系统的研究

为提高犁体设计效率,引入参数化设计和专家知识库的技术,以犁体曲面十二参数法数学模型和犁体曲面的构成线方程为基础,推导样板曲线方程和犁托的样板曲线方程,通过知识库来表达参数化设计过程中的非数值化专家经验和设计常识.编写了犁体参数化设计系统,实例表明,该系统只需输入耕宽、耕深和耕速3个参数,可自动生成各种型号犁体及零部件的二维工程图和三维造型图,设计时间由几个月缩短为20min左右.     

数学解析法设计犁体曲面探索之一

作者通过试验,提出了用单一的曲面方程连续描述犁体曲面的方案,取得如下结果。 一、用一直元线沿着一条连续的水平迹线移动,二面绕x轴转动,同时改变与x轴的空间夹角的原理建立了连续的犁体曲面解析式,实践证明行之有效,而且所设计的1LD-230悬挂重型二铧犁犁体曲面性能良好,并已鉴定定型。 二、建立了犁胫线、顶边线、翼边线等解析式,以此与曲面解析式联解,可以得到元线的边界坐标值,构成具有完整轮廓的犁体曲面。 三、从连续描述的犁体曲面解析式导出的性能曲线、样板曲线均连续可微,且推导运算简便。为探索土壤运动轨迹的物理方程及犁体曲面有理设计创造了条件。     

基于MDT和ADSRX的犁体曲面造型研究

以犁体曲面十二参数法为设计原则,利用以ＡｕｔｏＣＡＤ Ｒ１４为平台的三维机械设计造型软件ＭＤＴ３．０和ＡＤＳＲＸ编程环境,设计了犁体曲面的参数化造型软件。该软件集参数选取、设计、造型、视图生成、样板曲线生成为一体,可以对多种犁体曲面进行造型,大大减轻了交互设计时的工作量,并可以在制造之前观察到犁体形状,便于修改潜在的错误,保证曲面的光顺性。     

基于机器视觉和结构光的犁体样板曲线测量

以犁胫为试验对象,采用结构光和双目立体视觉,在实验室条件下,搭建了热态犁体锻件样板曲线三维重构和测量系统,提出了非高斯分布激光条纹边缘的形态学检测方法和亚像素中心的提取算法;在对原始图像立体校正基础上,研究了对激光条纹进行二次校正和高精度匹配的方案和算法,提高了左右图像立体匹配和三维重构的精度和速度,并在Halcon平台上,实现了犁体结构光样板曲线的光刀中心提取、重构、拟合和数学描述,解决了犁体样板曲线尤其是热态锻件犁体样板曲线测量难的问题.在Intel(R)Core(TM)i7-5500U CPU@2.40 GHz处理器上运行,测量精度1.88 mm,耗时316 ms.试验证明,以结构光和双目立体视觉为手段对犁体样板曲线进行测量,避免了热态锻件辐射光的影响及其他干扰影响,具有一定精度和可行性,可以提高犁体设计、制造、检验的效率和方便性,为犁体轮廓的检验、测绘、描述、制造和设计提供了新的途径.     

水平直元线犁体曲面的一般方程式

犁体曲面是一种复杂的空间曲面,其规律繁杂多变。目前,在犁体曲面设计时,广泛采用经验作图法进行设计,其样板曲线的数值和展开尺寸的精度都比较低,导至制造出来的产品与原设计参数差距较大。同时,作图法也无法采用先进的电子计算机技术,也无法从理论上进行     

犁体曲面的三维建模及曲面分析

应用三维CAD软件设计犁体曲面是目前先进的技术,可省略许多复杂的计算,同时可降低成本。先确定计算主要参数,而后分析传统犁体曲面的设计方法和三维CAD软件建模的方法,找出有共性的点,线,面,再通过计算得到导曲线和直元线,导曲线可用箭状曲率分析命令进行曲线光顺度分析。设计出的犁体曲面先用旋转和放大命令直接观查是否有缺陷,其后可用曲面分析的方法全面分析性能曲线;翻土曲线等如达不到要求可修改参数自动更新图形。     

犁体曲面的三维建模及曲面分析

应用三维CAD软件设计犁体曲面是目前先进的技术,可省略许多复杂的计算,同时可降低成本。先确定计算主要参数,而后分析传统犁体曲面的设计方法和三维CAD软件建模的方法,找出有共性的点,线,面,再通过计算得到导曲线和直元线,导曲线可用箭状曲率分析命令进行曲线光顺度分析。设计出的犁体曲面先用旋转和放大命令直接观查是否有缺陷,其后可用曲面分析的方法全面分析性能曲线;翻土曲线等如达不到要求可修改参数自动更新图形。     

犁体曲面设计及数控加工研究

研究了犁体曲面的设计以及制造犁铧、犁壁的压形胎具、铸模和检验样板的数控加工方法.通过分析,建立了犁体曲面的数学模型,基于Pro/Engineer构造了犁体曲面的实体,在已建立的实体基础上,研究犁体曲面的数控加工方法.利用CAXA制造工程师软件进行了数控加工过程的仿真,生成了适合V600A加工中心加工的G代码程序.这种设计方法弥补了平面作图设计中的不足和缺陷,为数控加工和分析犁体曲面形状的几何参数与耕后质量和所耕土壤的物理力学性质、耕速、阻力和功率消耗奠定了基础.实践表明,该方法是可行的,能够满足犁体设计和制造的要求,可应用于其它农业机械零件的数字化设计和制造,可对其它类型犁体曲面设计加工提供参考依据.     

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。     

元线非直线型铧式犁几何与力学特性研究

降低铧式犁耕作阻力,减少能源消耗,是国内外农业机械研究者一直非常关注的课题。铧式犁犁体曲面成型方法是元线沿着准线按照一定规律运动形成,元线与准线形式是影响铧式犁耕作阻力的两个重要因素。以BTU3 5犁体为基础,用三角函数曲线代替直线作为元线形成新犁体曲面,采用有限元分析方法 ,将两犁体曲面耕作阻力进行比较。研究发现:三角曲线作为元线形成的犁体曲面耕作阻力较小,在5、6、7km/h时耕作阻力分别比原犁体降低2.5%、4.1%、3.9%。结合直线与sin函数曲线曲率变化情况,可得出结论:变曲率犁体曲面更有利于降低耕作阻力。     

虚拟犁体曲面的性能分析

以LEMLON犁体曲面为基础,在Pro/E中分析了犁体曲面的基本性能,指出其存在的问题;然后,在An-sys上对梨体曲面进行有限元分析,找出了犁体曲面在设计中的薄弱环节,从而为犁体曲面的优化设计提供了有利的支撑。     

犁体在犁耕过程中的功率消耗——计算机数值模拟

本文通过理论分析,建立了计算犁体在犁耕过程中的功率消耗简化模型。在土壤沿犁面运动形成稳定流场的基础上,可计算出犁体的功率消耗。通过对各种不同几何参数犁体的计算结果比较,可进行优化犁体曲面几何参数的设计。本文还给出在高速型犁体上的数值实例。     

计算犁体曲面样板曲线的程序设计

本文通过建立抛物线型导曲线的数学模型,并运用元线角变化的常用规律,编制了计算水平直元线犁体曲面样板曲线座标值的程序框图,使用由这个框图编制的程序,可以用电子计算机一次完成全部计算过程,获得所需每条样板曲线的全部座标值。     

B样条犁体曲面

本文以CBF-25型犁体曲面为依据,提出了一种用B样条曲面构造C~n连续的犁体曲面的方法,从而为犁体曲面的CAD和CAM提供了较有实用价值的数学模型和相应的计算程序。这种方法也可应用于其他的组合曲面。     

几种犁体性能试验与曲面分析

通过美国四类五种及国产两种犁体曲面测绘和北京郊区田间性能试验,采用数理统计方法,推导出犁体曲面水平元线角拟合方程:美国犁体为:(0相似文献   

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     

基于微分几何与EDEM的船型开畦沟装置触土曲面优化

针对长江中下游地区油菜种植时土壤黏重板结、含水率波动大、播种作业需开畦沟避免渍害的农艺要求,考虑开沟犁体的触土曲面复杂、难以通过高速数字化土槽及田间试验方法寻求其减阻设计方法和理论依据的问题,采用微分几何理论并结合EDEM仿真方法,开展了驱动圆盘犁对置组合式耕整机开畦沟装置主要触土曲面结构优化研究。通过对主要触土曲面(开畦沟前犁犁体曲面、船式开沟犁整形曲面)牵引阻力分析和曲面参数分析,确定了触土曲面主要结构参数范围。根据微分几何理论,分别建立了能量化描述不同导曲线类型(直线、抛物线、指数曲线)犁体曲面形状变化差异的微分内蕴几何量E、L、M表达式。阻力特性仿真试验结果表明:在作业速度为0. 9～1. 5 m/s、曲面结构参数一定时,导曲线为抛物线型的开畦沟前犁和船式开沟犁具有较好的减阻特性,其平均牵引阻力相比直线型犁体分别低15. 09%、16. 92%,相比指数线型犁体分别低32. 59%、31. 58%。触土曲面的内蕴几何量E、L、M可分别反映犁体阻力随速度的增长速率、犁体牵引阻力大小、犁体阻力随速度的波动程度。当设计犁体的导曲线形状使曲面内蕴几何量E的变化率较小、L为单调减函数、M的波动较小时,犁体具有较好的减阻性能。参数优化仿真试验表明:在作业速度为1. 2 m/s、抛物线型开畦沟前犁宽度为92 mm、船式开沟犁整形曲面最大元线角为66°时,开畦沟装置牵引阻力最小,为1 042. 52 N。田间试验表明:经参数优化的组合式船型开畦沟装置在作业速度为0. 9、1. 2、1. 5 m/s时测试的平均牵引阻力分别为956. 77、1 101. 33、1 564. 85 N,与仿真试验结果误差在7%以内,作业效果满足油菜播种开畦沟的农艺要求。