基于气压劈裂法的气动深松模拟试验

气动深松是向耕地犁底层中注入高压气体,使犁底层土壤内部形成裂隙从而打破犁底层,实现土壤深松。为此,基于气压劈裂法进行了气动深松模拟试验,选取喷气压力和深松深度作为试验因素,以土壤坚实度降低率和土面抬升量作为评价指标,研究土壤在高压气体作用下产生的深松作业效果。试验结果表明:喷气压力的增加可以提高土面抬升量和土壤坚实度降低率,且对降低土壤坚实度的作用效果更为明显;深松深度与气动深松效果密切相关,土壤坚实度降低率和土面抬升量随着深松深度的增大而减小。研究表明:气动深松可以高效地打破犁底层,达到较好的土壤深松效果。     

气压深松高压气体压力选取试验研究

以土壤孔隙度增加率和土面抬升量为深松效果评价指标,对一种新的旱地深松方式——气压深松高压气体压力的选取进行试验研究。结果表明:对于容重为1.4g/cm~3的犁底层,深松气压的增加对深松效果影响不明显,选择气压1.4MPa进行气压深松较为适宜。对于容重为1.6g/cm~3的犁底层,深松气压的增加对深松效果影响明显,气压为1.8Mpa时深松效果较好,选择气压1.8MPa较为适宜。对于容重为1.8g/cm~3的犁底层,深松气压对深松效果影响极为明显,深松效果与深松气压呈正相关,选择气压2.2MPa较为适宜。     

基于气压劈裂原理的气压深松机设计

为改善深松效果,基于气压劈裂原理设计一种新型深松机——气压深松机,它是通过对土壤内部注入高压气体,不需翻动土壤实现深松的。该文对整机结构、工作原理及气压深松机控制系统进行设计,并对关键部件进行设计计算和运动分析,进一步对气枪喷气口的运动轨迹进行仿真。结果表明:在设计参数条件下,气枪喷气口按预定轨迹运动,相邻喷气点的水平距离为1.4m,配合不同的喷气深度,可得到良好深松效果。     

气压劈裂式深松铲的土壤劈裂减阻机理及有限元分析

针对我国现有土壤深松机械存在深松阻力大、深松幅度小等问题,研制了一种工作阻力小、深松效率高的气压劈裂式深松铲。首先建立了土壤与铲面在有无气压劈裂的工况下的力学模型,并进行对比分析,研究气压劈裂减阻机理,推导出在气压劈裂下的牵引阻力计算公式;然后,为验证设计的可靠性,对深松铲整体结构进行静力学分析与动力学分析。结果表明:气压劈裂式深松铲能够有效减小深松阻力,深松铲的最大应力远小于所选材料的屈服应力,且固有频率可明显避开与机身结构的共振频率。     

基于耦合式仿生海豚深松铲的作业机理分析

针对目前深松作业中耕作阻力过大、深松铲磨损严重等问题,课题组应用高压气流土壤劈裂理论,借鉴仿生学原理,建立耦合数学模型,揭示气压耦合深松复杂应力作用下深松铲受力特性,确定最优减阻效能目标函数,利用遗传算法进行拓扑优化,以期得到气压耦合海豚深松铲关键部件结构最优减阻参数,为耦合式仿生海豚深松铲的研制及推广提供科学依据。     

基于EDEM的凿式犁铲土壤扰动仿真分析与试验

为探究凿式犁铲（以下简称凿铲）的土壤扰动机理并构建适用于东北地区黏重黑土与耕作部件之间的仿真模型,结合EDEM仿真分析与土槽试验,与深松铲作业效果进行对比,研究凿铲对土壤的微观扰动机理和宏观扰动状态,并建立适宜东北地区土壤的耕作仿真模型。仿真与试验结果表明,深松铲对土壤进行剪切破坏,将耕作层和犁底层抬升、下落,对土壤松而不翻,不破坏原有的耕层土壤结构,土壤膨松度试验值为12.4%,土壤扰动系数试验值为59.4%,纵向截面扰动面积为52.586mm2,俯视视图扰动面积为116.779mm2;凿铲对土壤进行挤压破坏,将犁底层土壤翻耕到地表,破坏原有耕层土壤结构,土壤膨松度试验值为14.1%,土壤扰动系数试验值为64.1%,纵向截面扰动面积为54.128mm2,俯视视图扰动面积为233.061mm2,通过与深松铲作业后数据相比可知,凿铲可以实现更为明显的土壤扰动效果。同时,建立东北地区黏重黑土条件下的离散元土壤耕作模型,选用Hertz-Mindlin with JKR Cohesion模型作为土壤接触模型,确定仿真模型的各项技术参数,仿真与试验得到的土壤扰动截面轮廓基本拟合,土壤膨松度、土壤扰动系数的仿真值与试验值的相对误差为17%、4.4%,模拟仿真的数据误差范围满足要求,研究可为东北地区的土壤耕作部件离散元模拟仿真分析提供基础数据。     

深松耕作技术与抗旱保墒效果浅析

1深松作业的作用机理1.1疏松土壤,改善土壤耕层结构。深松作业可形成适宜作物生长发育的土体结构。常年的等深耕作,尤其是由小型拖拉机和畜力牵引的铧式犁,由于耕作动力小、耕层浅,耕层底部形成坚硬的犁底层。中科院地理所的调查表明,我国耕地普遍存在犁底层,一般出现在12～25c     

基于离散元深松土壤模型的折线破土刃深松铲研究

针对目前华北平原壤土区应用的深松铲作业阻力大、能耗高、平整度差、深松后形成的缝隙过大不利于保墒等问题,基于耕作层、犁底层和心土层土层厚度及土壤物理性质不同,设计了一种有效减阻降耗的折线破土刃深松铲。运用离散元法建立深松土壤模型,设定土壤颗粒接触模型,测定耕作层、犁底层和心土层3层土壤颗粒虚拟仿真参数。应用EDEM软件进行深松铲性能虚拟仿真,检验了破土刃切削刃角θ与滑切角φ最优效果。相比圆弧形深松铲,折线破土刃深松铲对土壤颗粒冲击较小,降低了土层扰动量,降低了牵引阻力,地表平整度与沟槽宽度均明显优于圆弧形深松铲;田间试验结果表明,折线破土刃深松铲有效降低了犁底层的容重和紧实度,比圆弧形深松铲作业阻力减少了11.52%,作业稳定性、可靠性较好。田间试验与仿真试验对比结果证明离散元三层深松土壤模型基本满足深松铲性能试验。     

3DEC中红砂岩节理模型开发及数值模拟

利用人工劈裂的红砂岩节理进行直剪试验,研究了红砂岩节理三维形貌与节理峰值抗剪强度的关系。基于节理形貌参数提出了劈裂节理峰值抗剪强度模型,采用新模型和Barton强度模型计算了红砂岩节理的峰值抗剪强度,并与试验结果进行对比。分析表明:采用Barton模型计算的误差平方和为0.67;而新模型计算的误差平方和为0.05,能更好地描述岩石节理峰值剪切强度。结合Barton对节理剪切变形的研究和Bandis提出的节理法向双曲线模型,采用C++语言编写了3DEC离散元程序的自定义节理模型。通过节理单轴压缩试验及直剪试验的模拟分析,验证了新节理模型可以合理反映红砂岩节理力学特性。     

气爆辅助式深松机设计与田间性能试验

为提高深松机作业质量,明确气爆技术在深松作业中的工作效果,设计了气压深松机,优化了深松铲结构,并进行作业效果田间试验.深松机应用气压控制系统将周期性高压气体通过导气管传送至深松铲出气口处,从而完成气压深松作业.以土壤扰动系数、膨松度与碎土率作为评价指标,进行松机作业质量田间试验,结果表明:气压深松机深松作业后,土壤膨松...     

谈机械深松技术应用与探索

<正>长期以来,农机部门针对使用传统铧式犁产生新的犁底层问题进行研究探索,认为应用深松技术是彻底打破犁底层,解决土壤板结问题的最根本措施。农业部门也把这项技术作为挖掘粮食增产潜能的一项重要技术措施,并进行示范推广,收到较好效果。一、机械深松技术内容机械深松技术是指疏松硬土层而不翻转土层的土壤耕作技术。深松的主要特点是能够打破犁底层,增加雨水入渗速度和数量,增强地下水分上升能力,提高作物抗旱能力。深松的形式有:全方位深松、间隔深松、浅     

机械化深松成效分析

由于受到传统精耕细作模式的束缚,大部分耕地未进行过深松作业,土壤耕层逐年变浅,犁底层逐年增厚,土壤板结现象日趋严重,粮食产量增速明显放缓。现代农业种植模式,迫切需要推广深松技术,通过深松作业打破顽固的犁底层,改善耕层质量,提高耕地产出,增强农业综合生产能力。机械化深松作业对于土壤的改良和保护水土同样具有重要意义,推广机械化深松作业势在必行。     

机械化深松整地技术的分析与研究

1机械化深松整地技术机理机械化深松技术是旱作农业节水技术和机械化保护性耕作技术的重要内容,是在保持原土壤土层结构不变情况下,利用深松作业松动土壤,打破犁底层,增加耕深度,形成虚实并存的土壤结构的一种机械化耕作技术。机械化深松能有效改善土壤通透性,形成土壤鼠道结构,提高土壤蓄水保墒能力,促进作物根系生长发育,提高农作物产量,增产增效。     

机械化保护性耕作技术——深松机械

1.深松技术要求及深松机的种类 　　深松是在不翻耕土壤的条件下,利用深松机将深层土壤剪切挤压,使土壤松动.其作用是:疏松耕作层和打破多年铧式犁耕地形成的犁底层,使自然降雨能够最大限度地向土壤深层渗透,提高土壤蓄水保墒能力,防止地表降雨径流,造成水土流失.深松能够使土壤深层空隙度增大,土壤透气性提高,农作物根系纵向下扎,吸收土壤深层水份,提高农作物抗旱增产能力.……     

全方位深松机与众不同

全方位深松机是一种不同于凿式铲及偏柱犁的全新的土壤深松机具。它采用V形深松部件,利用左右侧与底部水平刀的切割作用,从土层中切割出V形截面的垡条,继使垡条抬升后移,通过两侧刀与水平刀表面,从V形架中流出,之后铺落于田间。通过以上过程中剪切、弯曲、拉伸作用使土壤得到多效松碎。     

机具世界

20101102勃农1LSF系列深松浅翻两用犁,是同大型拖拉机配套使用的耕整机具,适用于比阻较小的土壤进行深松浅翻作业。该机设有碎土翼,碎土能力强,深松深度可达40cm,利于打破犁底层,勃农1LSF系列深松浅翻两用犁     

机械化深松工作存在的问题及推广建议

深松是打破犁底层,改良土壤,确保粮食产量的最有效办法。分析了深松工作存在的问题,提出做好深松推广工作的建议。     

深松技术现状和发展趋势

<正>一、机械深松的作用1.技术原理和作用是疏松土壤,打破犁底层,使雨水渗透到深层土壤,增加土壤储水能力,且不翻动土壤,不破坏地表植被,减少土壤水分无效蒸发损失的土壤新型耕作技术。深松是少、免耕保护性耕作的主要内容,还可     

深松铲对砖红壤扰动行为影响的仿真与试验

针对香蕉地深松作业相关研究较少，深松铲-土壤耦合机理尚未明确等问题，结合海南热区香蕉地砖红壤土的物理特性，利用离散元虚拟仿真试验，堆积生成了耕作层、犁底层和心土层3层土壤模型，建立了滑切深松铲-土壤耕作模型，并通过对比虚拟仿真试验，研究了滑式深松铲和国标深松铲对海南香蕉地土壤的扰动情况。结果表明：在相同的作业条件下，滑式深松铲作用下的土壤颗粒在x、y和z方向的最大运动速度均明显大于国标深松铲对土壤颗粒的作用，且滑式深松铲的扰动轮廓要明显大于国标深松铲作业的扰动轮廓，同时滑式深松铲作用下土壤蓬松度和土壤扰动系数均大于国标深松铲作用产生的深松效果，进一步验证了所设计的滑式深松铲更适用于海南香蕉地的深松作业。     

推广机械深松有关问题探讨

深松作业可以打破犁底层,加深耕作层,能够改善土壤的通透性,提高土壤蓄水保墒能力,增加作物产量。实施深松作业,应遵循以下原则。