苹果树枝锯切过程动力学仿真分析与试验

修枝是苹果树管理的重要内容,而修剪质量对树木的旺盛生长及果实高质量的产出极为关键,计算机仿真技术对刀具锯切过程的深入研究与理解具有现实意义。基于ANSYS/LS—DYNA/WORKBENCH对圆锯片锯切苹果枝条的过程进行有限元模拟仿真,揭示锯切速度、工进速度、枝条直径、枝条湿度的变化对切口质量的影响规律,并对优化的目标参数的锯切过程实施刀具的应力—应变、模态以及疲劳分析,仿真结果显示与果树修枝实际作业情况基本吻合。     

超声复合线锯锯切单晶硅的温度场仿真分析

单晶硅是一种硬脆性材料,采用超声复合工艺加工可以有效提高单晶硅的加工效率和质量。在超声复合工艺线锯锯切单晶硅的过程中,锯切温度场的分布影响单晶硅片表面质量。鉴于此,从锯切温度入手,分析超声复合工艺线锯锯切单晶硅的原理,建立仿真模型,充分考虑发热机理和各种散热条件,利用仿真软件ABAQUS对锯切单晶硅的过程进行热瞬态分析,分析了在不同参数(锯丝线速度、工件进给速度、工件转速、超声振幅)下锯切的最高温度和变化曲线,为研究超声复合线锯锯切单晶硅的锯切机理提供了一定的研究参考。     

轮式林木采育机清障机构设计与运动仿真

随着科学技术的快速发展,林木联合采育机在林业领域的作用日益明显。但是在复杂的林区环境下,必要的清障机构有利于提高采育机林区作业效率。设计一种适合我国作业的轮式采育机清障机构,在ProE环境下对清障机构进行虚拟样机建模,并对推铲进行运动学与动力学仿真,得到推铲液压缸的运动特性曲线与受力特性曲线。分析结果表明,清障机构在作业过程中推铲液压缸的最大轴向推力达到51 408 N,符合清障功能需求。      

带夹持机构的锯切式苹果剪枝机设计

针对苹果剪枝过程中,枝条材料特性差异性较大,导致锯切过程不稳定,锯切插口效果不能保证的问题。设计一种带有夹持机构的锯切式苹果剪枝机。首先,应用有限元分析软件对锯切式剪枝机锯切刀片的旋转速度ω、进给速度V、受力F等重要参数进行分析。然后利用阿基米德螺线(等速曲线)设计夹持机构的支撑刀片刃口曲线。最后,借助ADAMS仿真分析软件对夹持机构的重要参数进行仿真分析,使锯切刀片实现最优的作业状态。在上述研究的基础上制作样机,进行现场试验验证。结果表明该机构达到设计要求,枝条的切口平整光滑,符合枝条修剪后的愈合园艺要求。     

圆盘锯切技术在农机领域的研究现状及展望

圆盘锯切技术是我国农业机械领域切割技术的重要组成部分,高速旋转的圆盘锯在茎秆锯切上有着独特优势。在锯切过程中使用有限元仿真和正交试验来确定最佳工作参数,并对圆盘锯轮廓曲线及动态稳定性进行结构优化是目前研究的热点。本文对圆盘锯工作参数和结构的优化研究现状进行了概括,分析了我国圆盘锯切技术存在的问题,并对发展趋势做出了展望。     

液压驱动前悬挂式果树修剪机的设计与试验

目前,果树修剪成本高且成效低问题,已经严重制约了果树种植行业的发展。为此,研发了全自动果树修剪机具,并在试验中对应用效果进行分析,以达到果树种植行业效率与产值双提升的目的。确定了全自动果树修剪机的工作原理与总体结构,并针对机具的关键部位进行了相关设计与理论分析。通过对修剪机总成支撑锯切作出合理分析,对修剪机支撑杆的位置以及清除机构的工作过程作出分析,确定圆锯片刀的齿数是120齿、尺寸是14in。对液压油缸的尺寸以及液压系统的合理性作出分析,确定修剪马达转速为1600r/min。进行修剪试验,结果表明:相关作业参数均符合设计要求,果树漏剪率为10%,符合修剪需求。     

基于AdvantEdge FEM的高速钢带锯条锯切ADC12铝合金的参数优化

针对汽车行业专用的ADC12铝合金压铸件在锯切过程中存在的加工问题,根据金属锯切机理将实际锯切模型进行简化。结合Johnson-Cook材料本构方程,在AdvantEdgeFEM软件中建立ADC12铝合金锯切仿真模型,模拟高速钢带锯条锯切ADC12铝合金加工过程。采用正交设计方法设计不同的锯切方案。将锯切过程的锯切抗力Fx、进给抗力Fy和温度这3个指标作为评价输入条件,结合综合评价模型找出影响锯切性能参数的主次顺序,确定最佳的锯切工艺方案。试验结果表明:当锯齿前角为15°、后角25°锯切进给量0.03mm、锯切速度100m/min时,锯切性能最佳。     

基于ADAMS的挖掘机液压系统仿真技术

对挖掘机液压系统进行理论建模分析,研究在ADAMS中建立液压系统仿真模型,以及液压系统和机械系统动力学模型的关联集成技术。进行基于机构动力学解算的挖掘机液压系统仿真,在空载和加载工况下进行试验和仿真分析,通过对仿真与试验数据的对比,验证了利用该方法建立的挖掘机液压系统模型的精确性。     

液力变矩器液压系统设计与动态特性仿

设计了液力变矩器液压系统.通过理论算法设计出各个阀体的结构尺寸.采用ITI-SimulationX仿真软件建立了某液力变矩器液压系统动态仿真模型.对液压系统的动态特性进行了仿真分析,并把仿真分析结果与试验测试结果进行了对比.结果表明,仿真模型能够较好地与试验测试结果吻合.分析了液力变矩器液压系统压力和流量的仿真结果,以及液压系统不同结构参数对系统动态特性的影响.     

振动式果树根系断切装置设计与试验

针对矮砧密植果园根系管控中根土复合体阻力过大,果树根系断切作业不理想等问题,设计一种振动式果树根系断切装置。对切割装置受力模型分析可知,影响阻力的因素主要有锯齿弯刀参数、根土复合体参数、根土复合体与锯齿弯刀参数及作业方式参数。对振动式果树根系断切装置切割装置进行设计与分析,应用有限元仿真软件对切割装置进行切割根土复合体模拟分析,切割装置振动状态下平均切削受力为236.97N,不振动状态下平均切削受力为432.35N,达到振动减阻目的。切割装置土槽试验表明,振动状态下所受水平合力均值均小于不振动状态下所受水平合力均值225.34N,振动状态下切割根土复合体作业效果良好,对根系以及土壤起到锯切效果,减小切削阻力。通过振动状态下切割装置切割根土复合体正交试验分析可知：最优作业参数为偏心距20mm,转速3r/s,土槽作业平台前进速度0.2m/s;土壤扰动量的主要影响因素是偏心距和前进速度;影响切割装置入土稳定性主要因素为偏心距和转速,观察作业现场得知入土深度稳定,满足入土要求。整机试验表明：根系平整切割占比左侧为21.05%、右侧为17.39%,锯切占比左侧为78.95%、右侧为82.61%,由此可知,振动式果树根系断切装置作业过程中振动断切装置对根土复合体起到锯切效果,减小机具和切割装置所受阻力,起到减阻效果;由试验现场可知,机具稳定性良好,作业后留下20~25mm沟壑,与入土切割装置厚度20mm一致。土壤外翻程度小,土壤弥合较好。     

基于外力估计的并联机器人柔顺控制策略研究

针对并联机器人在作业过程中的位置精确控制及柔顺控制问题,提出了基于外力估计的并联机器人柔顺控制策略,实现并联机器人在作业过程中位置和力的高性能动态交互。基于外力估计的柔顺控制实现过程中,考虑到接触力传感器成本较高,提出一种无传感器外力估计的方法。首先建立并联机器人以及伺服运动系统动力学模型,利用所建立的动力学模型和电机的电流反馈值来估算外力作用时机器人关节力的变化。其次根据估算的并联机器人关节力,设计基于位置的阻抗控制,使并联机器人末端执行器与环境柔性接触,确保并联机器人的作业精准度与柔顺度。最后选取合适的阻抗控制参数,对所提出的柔顺控制策略进行仿真分析并且在搭建的实验平台上进行了实验验证,实验结果表明所提出的方法可以实现并联机器人的精确柔顺作业。     

通用型联合收割机独立割台液压传动系统设计

对比国内传统的单一型联合收割机及国外通用型互换割台式联合收割机,分析了通用型联合收割机独立割台液压传动系统及搅龙、割刀与拨禾轮的作业过程参数。以星光联合收割机为例,对独立割台液压传动系统的配置方案、液压元件的选型、液压系统主要参数的确定、液压系统的性能验算等方面进行了研究,为我国通用型联合收割机独立割台液压传动系统的设计和配置提供重要的参考价值。     

牧草根土复合体锯切力学模型和试验研究

通过分析切根刀工作时的受力状况,建立根土复合体锯切力学模型。在万能试验机上,用自制的锯式切根刀对白羊草构成的根土复合体进行锯切力学性能试验。分析结果表明:经回归拟合获得单位刀宽工作阻力的响应面数学模型,并与锯切力学模型进行比较,得到一常数,使得工作阻力可通过力学模型乘以该常数来计算;贯入深度与贯入阻力之间呈正比关系;切根刀在往复运动情况下,切根作业时上行和下行工作阻力存在差别,下行时的工作阻力大于上行工作阻力。     

2BFQ-3型秸秆锯切式玉米播种机

2BFQ-3型秸秆锯切式玉米免耕播种机是一种新型保护性耕作专用机具。其突出特点是在播种机前部设有秸秆锯切装置,解决了前茬小麦秸秆堵塞难题,可在小麦秸秆全量还田条件下直接播种,取代了机械化秸秆处理工序。一次作业即可完成秸秆覆盖处理、免耕播种全套作业。与普通玉米免耕播种机相比,锯切式播种机增加的主要部件有拨禾轮和锯切刀盘。破茬松土铲经过特别设计,其上设有起草板,起到升运秸秆作用。播种机工作过程:在拖拉机牵引下,破土铲进行破茬松土,同时,前方的秸秆被破土铲挑起,沿起草板上升至刀床,拨禾轮将秸秆强制喂入,锯切盘与刀床配…     

4N-3型柠条平茬机锯切机构的分析与研究

对4N-3型柠条平茬机锯切机构及其参数进行了分析、研究,阐述了该机锯切机构的实用性和可靠性,通过试验数据说明4N-3型柠条平茬机所具备的性能特点完全可以达到柠条平茬作业的技术要求。     

404 P型山地拖拉机液压调平系统设计与性能分析

为了促进国产山地拖拉机发展,选择自主研发的404P型山地拖拉机作为研究对象,对液压调平系统工作原理进行分析,建立车身高度和提升液压缸总长的函数关系,基于AMEsim软件平台构建液压调平系统的仿真模型并进行液压作业仿真。结果表明:当车身倾斜4°时液压系统调平时间为1.25 s,8°时调平时间为2.44 s,12°时调平时间为3.6 s。试验结果表明该液压系统基本满足实际作业需求。      

SH50拖拉机液压悬挂系统的油路改进

SH50拖拉机的液压悬挂系统由液压油泵、控制阀、液压油缸、系统安全阀和滤油器等组成。改进前的液压悬挂系统油路如图1所示,改进后的液压悬挂系统油路如图2所示。与图1不同的是:图2在液压油泵与液压油缸之间串联了一个用手轮控制液压油流量的液压锁,并在液压锁和液压油缸之间并联了一个保护液压油缸的油缸安全阀,以解决长期存在的农机     

灌木平茬机切割系统参数优化设计与验证

为分析圆盘锯式切割系统的切割机理,在Solidworks中建立单组圆盘锯及灌木枝条的简化模型,并在动力学分析软件ABAQUS中进行仿真分析,研究灌木切割过程中工作参数与圆锯片参数的关系。同时,以锯片转速、行进速度、枝径为影响因素,以锯切力为评价指标,对其影响的因素进行虚拟正交试验,并用Design Expert动态响应软件进行分析,得到响应面回归方程,得知当圆锯转速为2500r/min、前进速度为0.9m/s时平茬效果较好。用小型灌木平茬机上进行实地试验,结果表明破茬率和留茬高度均能满足农艺要求。     

果园有机肥开沟施肥机液压系统设计与仿真

针对目前新疆果园有机肥开沟施肥作业中存在的开沟深度与施肥量调节困难等问题,设计一种适合新疆果园种植模式的有机肥开沟施肥机,并设计一种可实现开沟深度、输肥量以及单双侧施肥自动化调节的果园有机肥开沟施肥机液压系统。开沟深度与输肥口开度调节速度设为0.05m/s,通过理论计算,对液压系统中主要元件进行选型,运用AMESim软件建立此液压系统的仿真模型并对其工作过程进行仿真分析。仿真结果表明,各项数据均满足设计要求,验证了液压系统设计及元件选型的合理性,该液压系统工作状态良好,性能稳定,为果园有机肥开沟施肥机的研发和改进提供了可靠的理论依据。     

高地隙轮式自走喷雾机液压系统的设计研究

针对玉米与棉花等高秆农作物的生长后期喷雾作业环境及液压传动的技术特点,设计了高地隙轮式自走喷雾机的液压系统,对行走液压工作系统中各元器件工作状态进行了分析,根据工作环境进行了元器件选型,并运用建模软件AMESim进行液压回路的仿真分析,将分析结果作用于样机的制造,同时并对样机进行验证。试验结果表明,设计的液压驱动系统满足使用要求。