按水田土壤流变特性预测水田车辆下陷量的方法和仪器的研究

本文从水田土壤流变理论的观点出发,探讨了水田车辆下陷量的预报方法以及为此而研制的用于测量水田土壤流变参量的静载式水田土壤流变仪。通过试验分析,得出了用于测量水田土壤流变参量的测盘的最佳面积,提出了水田土壤流变参量对冲击载荷响应的半经验公式。作者试用模糊数学的概念和方法处理地面力学中的有关问题,获得了令人满意的结果。     

水田土壤承压模型的建立与试验

针对不同种类水田土壤承压模型的差异性等问题,提出一种武汉黄棕壤水田土壤承压模型的建立方法。依据黄棕壤水田土壤力学特性设计了3种面积不同的测板,基于光滑粒子流体动力学(SPH)算法构建了测板-水田分层土壤SPH动力学模型,研究了测板的贯入深度与时间、承压力之间的关系,并进行了田间试验。结果表明:测板面积S=9.95cm 2的模拟贯入土壤结果与田间试验结果高度吻合,表明该仿真方法对建立水田土壤承压模型可行,能客观反映出黄棕壤水田土壤的承压特性。     

水田土壤参数与履带下陷、驱动力间的关系

通过自行设计的土壤参数测定仪测定,研究诸土壤参数与履带在水田土壤中的性能关系表明,国外现有的有关数学模型用在水田土壤应做修正。文中提出了修正“压力-下陷”模型中的系数K,以“圆盘指数”代替“圆锥指数”预计履带下陷深度;探索了新的“推力-打滑”模型。     

载荷条件及流变参量对水田履带式行走装置下陷量的影响

本文根据我国南方水田土壤的通用流变模型和状态方程,讨论了下列因素对履带式行走装置在水田内行走时的下陷量的影响:(1)形状系数与履带板长宽比,(2)履带接地面积与按地长度、接地长宽比,(3)接地压力,(4)水田土壤流变参量。     

我国水田土壤流变特性研究(第4版)——土壤条件和载荷条件对水田土壤流变参数的影响及应力-应变-时间图

本文根据对多种水田土壤的正交试验和方差分析,采用Burgers四元件模型作为我国南方水田土壤的通用变流模型,并得出下列结论:这些土壤各流变参数的值,与土壤条件有关,与载荷条件(承载面形状和面积、单位面积载荷)无关。 根据上述原理,作者提出我国南方水田土壤所表征的流变型土壤在一定土壤条件下的应力-应变-时间图,以及当应力在一定范围内时,流变曲线族在应力-应变-时间三维空间内舒展成流变曲面的概念;也提出了将此图应用于行走装置和切削元件研究的设想。     

我国水田土壤流变特性研究(第2报)——粘质水田土壤的触变特性研究

作者用挤压式流变仪对水田土壤进行测定,认为水田土壤是一种触变性材料。且发现,土壤含水量为40～70％时,触变效应较为显著。并提出用经验方程T=αω~be~(cw)表示含水量与触变率之间的关系 本文还论述了国外关于土壤触变特性的研究状况。     

田间土壤力学参数测定方法研究

总结了车辆地面力学研究常用的土壤力学参数检测方法,结合现代农业车辆智能化发展思想,提出了结合车辆动力学参数的在线检测进行土壤力学参数估计的方法。     

重塑土壤承压模型的建立与试

使用小面积压板在重塑软粘土中进行压板沉陷试验,分析压板尺寸、土壤含水率、土壤密度及样筒筒径对土壤承载力的影响.试验曲线拟合表明重塑土壤的承压特性满足二阶多项式模型.由拟合方程分析可知,模型各项系数随含水率呈对数变化、随土样密度呈线性变化、随着密度和含水率的耦合关系呈对数变化,筒径变化使二次项系数符号发生变化.大田实际土壤的试验表明,其承压曲线也满足二阶多项式模型.     

我国水田土壤流变特性研究(第3报)——水田土壤流变性质的有限元分析

本文用有限单元法分析水田土壤的流变性质。以昆明市金马公社金马大队水田土样的室内试验为例,用变刚度法计算水田土壤半无限体在圆盘均匀载荷作用下的应力场及位移随时间的变化,将载荷在水田土壤中的下陷量有限元计算值与实测数据及解析法计算结果进行比较。     

受冲击扰动饱和粘质水田土壤流变特性研究

作者对我国三种典型的粘质水田土壤进行了试验,建立受扰动土壤的流变模型。分析了流变参数随扰动程度的变化情况。 通过对试验结果的分析,还得到其它一些结论。     

基于惯导技术的水田拖拉机下陷深度检测方法

针对水田中一直存在的水和烂泥会对拖拉机下陷深度的检测带来干扰的问题,利用惯导技术提出了一种间接的、不接触水面实时检测拖拉机行驶过程中下陷深度的方法。构建了大地、惯导、左右下陷深度检测点的坐标系,推导了拖拉机静止和运动各坐标系之间基于欧拉角的相互表示的转换矩阵,结合惯导输出的三维加速度值和三位姿态角,得到根据转换矩阵计算车体沿垂直方向上的加速度和以此计算水田拖拉机整体和局部位置下陷深度的公式。实际计算结果表明,该方法适用于在水体和烂泥干扰严重的水田环境下检测拖拉机的下陷深度。     

离合器碟形弹簧载荷-变形特性研究

在分析了目前国内外沿用的碟形弹簧载荷－变形特性计算公式和试验结果的基础上，得出了Curti-Orlando－Podda公式更适用的结论，并提出薄板、宽边碟形弹簧载荷－变形特性计算的修正方法，修正方法的计算结果与试验曲线更接近。     

水田旱耕时拖拉机工作载荷的研究

本文通过对丰收—37拖拉机在珠江三角洲地区的水田旱耕试验,研究了该机传动系统的工作载荷。试验表明,当土壤比阻在0.5～0.9公斤/厘米~2范围,土壤相对湿度为40％左右,用原装11—38”胶轮进行耕作时,拖拉机的滚动阻力平均值为164公斤。当耕深在14～18厘米时,驱动轮平均扭矩值为744公斤·米,扭矩利用系数为c=0.783。若拖拉机在正常载荷下工作,滑转率δ=25～30％。此时第三档的工作速度为4.1～4.3公里/小时。在同样的土壤条件下,用62B2铁轮进行耕作时,滚动阻力为453公斤。当耕深为15～20厘米     

我国水田土壤流变特性研究(第一报)——我国水田土壤的流变模型和流变参数分析

作者对我国南方四省五种水田土壤进行了试验,建立了这几种土壤的流变模型,计算了它们的流变参数的值,并对这些流变参数与土壤含水量、机械组成的关系进行了分析。     

分离指结构对膜片弹簧载荷-变形特性的影响

建立了离合器膜片弹簧有限元模型,采用非线性有限元法对膜片弹簧载荷-变形特性进行了模拟计算,研究了分离指结构对膜片弹簧载荷-变形特性的影响。计算结果表明,分离指根部及窗孔结构是影响膜片弹簧载荷-变形特性的关键因素。探讨了窗孔结构对膜片弹簧载荷-变形特性的影响,为膜片弹簧的优化设计提供指导。     

水稻根茬-土壤复合体剪切特性试验

为了降低稻茬地少耕免耕过程中的阻力,提高作业质量,同时为破茬开沟装置提供设计依据,采用自制的剪切试验装置在万能材料试验机上对水稻根茬-土壤复合体进行了剪切试验,对根茬-土壤复合体含水率、土壤容重、根茬-土壤复合体的当量直径、剪切位置、剪切速度、切刃刃角、切刀刃口形状7个因素进行了单因素试验。在单因素试验的基础上选取根茬-土壤复合体含水率、剪切速度、切刃刃角3个因素进行了正交试验。单因素试验结果显示:极限剪切应力与复合体的含水率呈二次多项式函数关系,与土壤容重呈幂函数关系,与根茬-土壤复合体直径呈二次多项式函数关系,与剪切速度呈对数函数关系,剪切位置距离根茬中心越远极限剪应力越小,切刃刃角越小极限剪切应力也越小;在4种形状的刃口切刀中,凹圆弧切刃的极限剪切应力最小。正交试验结果表明:切割速度450 mm/min、含水率25%、切刃刃角15°时,极限剪切应力最小。     

水田驱动叶轮轮叶下土壤流动特性与动力性能研究

在自制的小土槽试验装置上,进行了水田驱动叶轮轮叶下土壤流动的拍摄和轮叶上土壤反力的测试.在研究轮叶下土壤流动轨迹、流动模式和流动区大小变化规律的基础上,分析了轮叶产生的推进力和支承力,驱动效率的变化规律及其与土壤流动之间的关系.深入分析了有较大陷深和作旋轮线运动的轮叶的驱动效率较低的原因.