评价土壤工作部件工作阻力的数学模型

本文利用最简单的二面楔子和复合楔子的受力分析，采用相似性方法，推导出计算土壤工作部件工作阻力的数学模型．这就有可能不经过耗资大的试验过程，利用简单的数学公式计算工作部件的土壤阻力，从而简化部件的研制过程，实现部件设计的优化，为科学地评价部件动力性能提供科学依据．     

土壤工作部件田间测试系统的研制

研制了一种多用途土壤工作部件田间测试系统。该系统可在多种不同田间条件下测试不同土壤工作部件的牵引阻力、土壤垂直反力、工作深度和行走速度等参数,为土壤工作部件的工作性能分析提供田间试验数据。     

基于计算机模拟的马铃薯挖掘铲参数优化与试验分析

针对马铃薯收获机作业时挖掘部件阻力偏大和挖净率低等问题，基于计算机辅助分析。采用Visual Basic 6．0设计建立了牵引阻力模型，对挖掘机构进行运动分析、参数优化和性能分析。计算机模拟试验结果表明：挖净率≥98％，明薯率≥97％，伤薯率≤4％，均达到设计要求。与传统农机设计相比，计算机辅助分析使得计算工作量减少50％，计算精确度高，并解决了农机部件设计试验受气候、土壤类型和种植习惯等条件影响的问题。     

全膜双垄沟覆膜机镇压装置与种床土壤动态互作有限元分析

为深入研究全膜双垄沟覆膜机作业时的镇压性能,结合全膜双垄沟种床构建农艺要求,探讨作业机镇压部件与种床土壤间的相互作用规律及影响。利用ABAQUS/Explicit分析软件建立镇压装置轮组与种床土壤相互作用的三维有限元模型,并进行镇压过程数值模拟。仿真结果表明,前进速度为1 m/s时,应力云图结果显示,镇压装置轮组与种床土壤之间的最大接触应力为1.20×10~(-2) MPa,在镇压轮作用下,大垄垄面土壤下沉16.61 mm;经由打孔轮作业所形成的的渗水孔在机具前进方向上偏移6.62 mm,渗水孔平均深度为31.84 mm,相邻渗水孔相距225.75 mm;垄体对镇压轮的最大阻力发生在接触后第1.15 s,且最大土壤阻力为137.156 N;打孔轮在垄沟内运动时所受最大阻力为51.38 N;镇压轮及打孔轮整个过程中受平均土壤阻力大小为104.78和15.02 N。田间验证作业效果对比表明,该三维有限元模型可用于预测镇压装置工作过程中的工作情况。     

碎土机刀片碎土过程仿真与分析

良好的苗土是实现水稻高产的必备条件,为了改善苗土碎土质量,提高碎土机碎土效率,降低碎土机能耗和刀片的磨损,提出一种新的碎土机刀具部件模型,并利用离散元软件EDEM对碎土机的碎土过程进行模拟,计算破碎过程中新旧刀片受到的阻力和能量的损耗。结果表明,新型刀片以25°的切削前角,5°的切削后角对土壤进行切削时,受到的法向力和总阻力都远小于传统刀片受到的力;破碎相同质量的土壤,其能量损耗远低于传统刀片的能量损耗;并且新型刀片对土壤施加垂直于前刀面的力,推动土块沿此方向运动,实际破碎过程中将土壤击飞并与筒壁碰撞破碎,提高了破碎率。研究结果可为碎土机、碎土筛土机的设计、计算、改进等提供指导。     

涂刃土壤工作部件的耐磨性试验研究

通过普通双翼铲与三种不同材料的涂刃双翼铲的磨损试验,对涂刃土壤工作部件的磨损特性、耐磨性及使用寿命进行了对比性试验研究。试验证明农业土壤工作部件为低应力擦伤式磨粒磨损,磨损率与距离成正比,材料的硬度越高,则磨损性越好。涂刃土壤工作部件较比普通的士壤工作部件具有较好的耐磨性及自磨刃性。它可以延长土壤工作部件的使用寿命,并可以长期保持刃口锋利,节约动力,提高经济效益。     

林地含籽壤土切收机的设计与试验

为了满足宫胁法造林技术改进过程中采集林地表含树籽土壤工序的需要,设计一种林地表含树籽壤土自动剥离设备。该机的特点是使用了链板刀组,既能分层切下含籽壤土,又能将含籽壤土通过链板刀推送到收集袋中。设计过程中,通过建立链板刀切土阻力数学模型,对行进工作阻力进行分析,得到总水平阻力与工作宽度的关系,进而合理设计工作部件宽度。试验证明该机操作方便、取土效率高、爬坡能力和通过能力强,适于山区林地使用。     

铲式成穴器工作过程的离散元仿真分析

铲式成穴器是播种机工作过程中用来生成穴孔的成穴装置,为研究铲式成穴器的成穴性能,采用离散元法研究成穴器的工作过程。分别建立成穴器与土壤颗粒的二维离散元仿真分析模型,通过对土壤颗粒与成穴器之间施加合理的力学模型,进行铲式成穴器工作过程的离散元仿真分析。结果表明:随着打穴深度的增加,水平工作阻力的波动较大,而垂直工作阻力变化较小;通过对土壤颗粒动态速度场的分析描述,验证了铲式成穴器理论分析的正确性,证明了采用离散元分析成穴器工作过程的可行性。     

DMB-4200型免耕播种机土壤工作部件的设计分析

土壤工作部件是影响免耕播种机工作性能的主要因素,本文以DMB-4200型免耕播种机所采用的整体式土壤工作部件为研究对象,通过采用PRO/E建模、ANASYS有限元分析以及动力学分析等手段分别对其破茬器、开沟器和镇压轮这3大组成部分的设计进行了分析,分析出了整体式土壤工作部件的特点,并通过试验验证了该部件所满足的设计要求.     

基于蚯蚓体表特征的仿生深松铲设计及分析

深松铲是深松机的重要工作部件,深松作业过程中出现的减阻降耗问题和深松作业的质量问题成为近年来的研究热点。在深松过程中,出现深松铲黏土严重的现象,可增加作业过程中的阻力,提高作业的能耗,造成作业成本的提高;另外,在深松作业后,出现的土壤土块较大和土壤的透水性、透气性较差等问题,阻碍了深松技术的推广。针对以上这些问题,结合蚯蚓体表形态特征,提出设计新的仿生深松铲,以期达到降低深松作业阻力、减少能耗、改善深松后土壤质量的目的。     

直铲式树木移植机下铲阻力的探讨

铲刀是树木移植机的关键作业部件,目前由于缺乏铲刀下铲过程中下铲阻力的定量描述,使铲刀乃至整机的设计水平受到一定限制。本文通过对直铲或树木移植机铲刀下铲过程及受力状况的分析,应用土壤—机器系统力学的基本理论和基本研究方法,建立了该铲下铲阻力的数学模型,并由此提出了减小其下铲阻力的方法和措施。     

深松机具与耕作阻力

本文分析了影响深松机具牵引阻力的因素。深松作业的牵引阻力与作业速度的平方以及松土深度成正比。铲头形状影响切土、碎土阻力,铲柄形状影响土壤惯性阻力、土壤与铲柄的摩擦阻力及碎土阻力。在粘土地上,园孤形铲柄较前倾直线形铲柄的牵引阻力小,但在沙壤土中,则前倾45度的直线形铲柄较园孤形铲柄的牵引阻力小。因此,应根据土壤类型合理选用深松部件的形状以减小牵引阻力。     

关于垅作犁工作面的分析

光华培土器与综合号铲(?)培土器两种类型工作面的培土器所造成的垅形基本一致。从垅高、垅顶宽度、生格子多少及座土多少来看,以曲面楔子型构成的光华培土器较好。光华培土器的工作面是曲面连续变化的,比阻较小,干土留在垅表,湿土仍在中心,有利于播种发芽。今后研究起垅工作部件应以曲面楔子型为设计基础。     

基于LS-DYNA的深松铲阻力仿真

为降低耕作阻力,揭示深松铲与土壤之间的关系特性,根据深松铲切削土壤的工作特点,利用LS-DYNA模拟分析深松铲切削土壤的过程,获得切削土壤的应力变化规律。结果表明,当深松铲以0.49 m/s的初速度切削、深松深度为250 mm时,单个深松铲的最大切削阻力为2 230 N,土壤在1.75 s发生崩裂,达到深松效果。通过试验测试,单个深松铲受力约为2 332.5 N,与仿真误差为4.5%,验证了仿真的合理性,仿真数据结果可以为实际深松过程提供参考。     

宽幅折叠液压驱动灭茬起垄联合整地机深松部件的设计

现有灭茬起垄联合整地机的深松部件没有震动和过载保护功能,作业过程中如遇到过载,就会使深松部件产生损坏或弯曲变形.近年来引进的美国产大型联合整地机所应用的深松部件,采用弹簧过载保护设计,增强了对土壤的适应性,提高了可靠性,但由于结构设计针对大功率拖拉机,还存在阻力大、碎土效果不好的问题.现将宽幅折叠液压驱动灭茬起垄联合整地机深松部件的设计简介如下.     

一种链式果园施肥开沟机开沟刀的有限元分析

开沟刀是果园施肥开沟机的最主要部件,其结构设计是否合理直接影响刀体所受阻力与工作性能。对链式果园施肥开沟机的开沟刀切削阻力进行计算,运用Solidworks软件建立开沟刀三维模型,利用有限元分析软件Ansys Workbench对开沟刀进行结构静力学、动力模态及谐响应分析。结果表明,"C"形刀具在作业时不会发生刀体断裂与刀体畸变,满足刚度、强度要求;开沟刀在作业时具有良好的动态特性,根据转速与频率的关系,其作业过程中不会发生共振现象;开沟刀在作业时,第4、5阶固有频率附近不会发生共振。     

关于垅作犁工作面的分析

光华培土器与综合号铲(足沿)机培土器两种类型工作面的培土器所造成的垅形基本一致。从垅高、垅顶宽度、生格子多少及座土多少来看,以曲面楔子型构成的光华培土器较好。光华培土器的工作面是曲面连续变化的,此阻较小,干土留在垅表,湿土仍在中心,有利于播种发芽。今后研究起垅工作部件应以曲面楔子型为设计基础。     

SPSS的深松铲结构运动参数最优化设计

深松铲是深松机的主要工作部件[1],其结构和运动参数对深松机的工作性能及对土壤的作用的效果有着非常重要的影响。文章研制了6种抛物线形刃口形状的深松铲的结构,并利用SPSS统计学软件和方差分析法,测试分析了耕作速度、耕作深度及深松铲结构参数的变化对耕作阻力的影响,优化出了抛物线形深松铲的最佳形状,为研究和设计深松铲提供了...     

Excel函数在农业气象测墒工作中的巧用

利用Excel提供的四则运算函数编写程序完成农业气象测墒中对土壤样本数据的基本计算,用逻辑函数编写程序实现对土壤湿度持水量的查表计算工作,最终只需输入湿土＋盒重和烘干后干土＋盒重2组数据就能得到需要的含水量、干土重、土壤含水量、土壤持水量等多组数据。     

弧形深松铲工作过程和松土效果的离散元法仿真分析

采用离散元法仿真分析不同弧形深松铲在不同工作速度(0.5、0.8、1.0 m/s),不同深松深度(200、300、400 mm)条件下的的深松过程。以吉林长春地区的壤土作为研究对象,基于耕层与犁底层土壤的不同物理属性,分层建立土壤模型,分析犁底层土壤颗粒的破碎情况及深松铲的受力情况,同时将田间试验结果与仿真结果进行对比分析发现,二者基本一致。结果表明,后掠角为50°的弧形深松铲在深松过程中所受的阻力最小,土壤黏结颗粒被破坏的个数最多,犁底层土壤被翻转到耕层的土壤颗粒个数最少,使用性能最佳,可达到松土而不翻土的效果,提高土壤蓄水保墒的能力,初步证明,采用离散元法仿真分析深松铲工作过程和松土效果具有可行性。