基于DEM-MBD耦合预破土组合深松铲仿真研究

为了研究在振动深松条件下深松铲预破土对深松碎土的作用效果,利用DEM-MBD耦合技术对振动深松时深松铲和土壤颗粒之间的相互作用进行模拟研究.在试验台模型及连接不改变的条件下,探讨不同破土器半径大小以及安装位置与土壤颗粒的扰动情况,采用土壤扰动云图和运动副采集力来量化深松效果.仿真试验结果表明,在振幅振频条件相同、前进速度0.4 m/s时,破土器圆内弧半径150 mm,安装位置在3号组位的土壤扰动较好,深松效果较好;带有圆弧形破土器的深松铲对深松减阻具有显著作用,可以减少耕作阻力.该研究对研制结构简单、深松减阻高效的深松机具设备提供了理论依据,也为不同土质深松作业研究提供了一种有效的计算方法.     

基于南方红壤耕地气压深松铲的设计与深松仿真分析

针对现有深松机在红壤耕地犁底层土壤深松阻力大、幅宽小、效率低等问题,设计一种基于气压劈裂的气压深松铲。采用CFD软件建立南方耕地红壤犁底层土壤的模型进行深松气压范围标定,并针对相同气压2 MPa下不同容重犁底层土壤的扩散特性进行研究。结果表明:红壤犁底层容重1.8g/cm~3土壤的有效起劈气压范围为1.6～2.4MPa;容重1.6g/cm~3、1.8g/cm~3的犁底层土壤裂隙主要沿水平方向扩散,容重1.4g/cm~3的犁底层土壤裂隙则同时沿竖直方向与水平方向扩散;容重越大的犁底层土壤,深松效果越好。     

深松参数对双翼深松铲耕作阻力影响的仿真分析

利用离散元建立了双翼深松铲的深松仿真模型,分析了深松参数对双翼深松铲耕作阻力的影响。结果表明,双翼深松铲对土壤的作用主要表现在前进过程中对土壤的切削和抬升2个方面;双翼深松铲主要阻力来源于土壤对其前进的阻碍作用,竖直方向上土壤对深松铲抬升作用的阻碍作用也是深松阻力的重要来源之一,双翼深松铲侧方向上的受力非常小;在深松速度0.4～1.2 m/s与深松深度220～300 mm时,深松速度和深松深度对双翼深松铲前进方向的受力均有较大的影响,随着深松深度和速度的不断增加,前进方向的阻力不断增大;深松深度对双翼深松铲竖直方向的受力有较大影响,竖直方向的受力随着深松深度的增加而变大,而深松速度对双翼深松铲竖直方向的受力基本没有影响。     

国内外深松铲研究现状与展望

深松技术是保护性耕作重要技术之一,深松铲技术标志着深松技术水平。近年来随着我国逐渐实施农田保护性耕作,深松技术的研究及深松铲的研制已经受到科研领域的重视,且得到了一定的发展。本文主要介绍了现有深松铲的类型、特点、松土原理及影响因素,阐述了国内外深松铲研究过程中所使用的方法及研究进展,分析了新型弧状深松铲深松机的理论及优化,提出了有关国内深松机发展过程中需要改进的建议。     

双翼深松铲设计参数的试验研究

本文分析了双翼形深松铲的主要结构参数:翼张角2γ、铲宽 B、起土角α以及使用参数:作业速度 V、耕深 H 等因素对耕作阻力的影响。并在此基础上得到了各因素的合理取值范围,即2γ=80°～85°、α=18°～23°、V=2km/hH<180mm,从而可供在双翼深松铲设计和使用时参考选用。     

基于离散元法的双翼深松铲耕作行为的仿真分析

分析双翼深松铲耕作行为是探究双翼深松铲耕作机理和优化深松效果的前提。本文采用离散元法建立了双翼深松铲的耕作模型,分析了深松过程中土壤扰动、土壤运动及双翼深松铲的受力情况。结果表明：在双翼深松铲的工作过程中,各层的扰动程度从大到小依次为耕作层、犁底层和心土层;双翼深松铲对土壤的扰动呈“扇形”分布,对土壤的扰动作用主要体现在土壤抬升、土壤的破碎和不同层土壤的混合等方面,犁底层与耕作层的混合程度大于犁底层与心土层;土壤颗粒最大运动速度下各方向数值从大到小依次为z方向、x方向、y方向;双翼深松铲在0.8 m/s耕作速度、300 mm工作深度的工况下,其土壤扰动系数为63.9%,土壤膨松度为11.1%,地表平整度为22.43 mm;双翼深松铲受到的阻力主要来源于土壤对深松铲前进的阻碍作用,双翼深松铲向上抬升土壤也受到了一定的阻力,土壤对双翼深松铲的侧面挤压作用力较小。     

分层深松铲型配置参数对牵引阻力的影响

分层深松采用前后铲分层作业方式,深松后土壤更松碎,土层不发生改变。文章利用深松铲阻力测试装置,研究分层深松铲型配置参数对牵引阻力影响。结果表明,后铲25 cm深松深度,铲型组合为箭型-凿型时,分层高度差为11.5 cm、铲距为34.5 cm时牵引阻力最小;通过凿型、箭型、双翼型不同铲型组合及单层深松牵引阻力对比分析表明,深松深度相同时,分层深松前后铲型面积和越大阻力越大,分层深松阻力一般大于单层深松;分层深松交换前后铲型试验得出,深度相同时,凿型-双翼型、箭型-双翼型组合阻力分别小于双翼型-凿型、双翼型-箭型组合,而箭型-凿型组合阻力却与凿型-箭型组合十分接近。     

土壤深松技术研究进展

论述了深松机具的种类以及深松部件减阻节能的技术措施，分析了土壤-深松部件接触系统的相互关系，提出了基于典型土壤动物的脱附减阻和深松碎土机理的仿生深松部件的设计思路。     

基于EDEM-RecurDyn的自激式振动深松铲耦合仿真研究

为探究自激式振动深松作业新的仿真研究方法,通过动力学仿真软件RecurDyn和离散元仿真软件EDEM对自激式振动深松过程进行联合仿真分析。以耕作阻力为评价指标,耕作深度、牵引速度和弹簧刚度为变量,设计3因素3水平响应面分析和优化试验。结果表明,牵引速度为3 km·h^-1、耕作深度为350 mm和弹簧刚度为300 N·mm^-1时,深松铲最大入土角为26.39°,弹簧振动频率为3.84～6.25 Hz,弹簧对耕作阻力有明显缓冲作用;自激式深松铲参数耕作深度为301 mm、速度为2.6 km·h^-1、弹簧刚度115 N·mm^-1时,以最小耕作阻力为评价指标的作业效果最优。EDEM-RecurDyn联合仿真为自激式振动深松铲的优化设计提供新方法。     

一种多功能深松施肥机的设计与田间试验效果

针对玉米宽窄行种植模式的农艺要求及特点,设计一种配套的多功能深松施肥机。根据季节特点、施肥位置要求和拖拉机作业形式等条件,设计了深松施肥机,提高肥料利用率,减少机器进地次数和对土壤的压实;该机不仅可以在伏雨到来前在宽行进行深松施肥作业,也可以去除施肥部件,在秋季进行标准深松作业,从而实现一机多用。田间试验结果表明:采用苗带侧200~250 mm处定向施肥,施肥深度50~100 mm,与宽行苗带中间施肥相比,在施肥一个月后,植株高度显著提高10%~13%;在秋季拆分成独立的深松机可实现250~300 mm的深松作业,深松深度的平均变异系数为1.03%,说明该机的工作稳定性好;夏季深松机深松后的土壤平均膨胀度为16.12%,对土壤扰动范围较小,地表没有出现明显的大块与粘条。     

深松对土壤结构及玉米根系的影响

[目的]明确深松对土壤的改良效果,促进水资源高效合理的利用.[方法]对垄作玉米进行设3个不同处理,分别为常规不深松(常规垄作)、春季播种前行间深松30 cm(春深松30 cm)和秋季行间深松30 cm(秋深松30cm)探讨不同深松时间和方式对土壤性状及玉米根系的影响.[结果]春深松30 cm后土壤紧实度显著降低.在0～20 cm深处,春深松30cm与秋深松30 cm、春深松30 cm与常规垄作的土壤紧实度差异显著.在0～40 cm深处,春深松30 cm与秋深松30 cm、春深松30 cm与常规垄作的土壤容重差异显著,两个深松处理与常规垄作的土壤田间持水量差异显著.春深松30 cm的玉米根系活跃吸收面积高于常规垄作.[结论]深松能够改善土壤的紧实度、容重、田间持水量和含水量,提高土壤的蓄墒能力,提高玉米根系的活跃度.春季深松接近作物生长期,土壤改良效果更好,长期持续深松更利于改善土壤板结结构.     

土壤深松技术的应用研究

以铧式犁为主的传统耕作制度制约着我国农业的发展。通过对土壤深松技术的分析, 结果表明: 该技术克服了以铧式犁为主的传统耕作制度的弊端, 有利于作物生长、可防止水土流失。通过对土壤深松机具的工作原理及其在田间的试验研究, 结果表明: 在土壤深松机具中, 全方位深松机优越于其它类型的深松机具, 应是我国保护性耕作中首选的优良机型。     

关于深松整地对农作物生长影响调查研究

为进一步探求深松整地对农作物生育的影响,通过对哈尔滨市土壤深松地块和非深松地块对玉米、大豆生长情况的试验和调查研究,结果表明深松整地的农作物长势好于常规整地地块,是增强农业抵御旱涝灾害的根本性措施。     

苗期深松对土壤物理性状、夏玉米生长及产量的影响

于2011年在潍坊市昌邑卜庄镇研究了夏玉米苗期深松对土壤物理性状、土壤养分、夏玉米生长发育和产量的影响。结果表明:苗期深松降低了土壤容重和土壤紧实度,提高了土壤蓄水量;0～25 cm土层的有机质、碱解氮、速效磷、速效钾都有不同程度的增加,25～35 cm土层的有机质略有下降,碱解氮、速效磷、速效钾略有增加;植株生长发育较快,干物质积累也较迅速;叶面积指数在开花期差异最大;大喇叭口期叶片干重差异明显,开花期的干物质苗期深松均比不深松的增加;深松比不深松可增收玉米805.5 kg/hm2,增产7.65%。     

分析农机推广机构推广土壤深松改良土壤的重要举措

以安徽省安徽泗县为例,结合一手调查与实验数据,论证了土壤深松改良土壤的重要性,以及农机推广机构在其中发挥的积极作用,对于广大农村平原地区的农业生产与农地可持续利用具有一定的指导与借鉴意义。     

免耕、覆盖、深松配套技术及耕作模式的研究(之五)——耕作模式的建立

按照本研究之二确定的试验设计和研究方法,在研究探讨了不同处理对土壤水分、盐分、物理性状、夏玉米生长发育和产量状况影响的基础上,经实践和不断总结完善,初步建立了试验条件下以免耕、覆盖、深松为主体的节水雨养农业耕作模式,即冬小麦—夏玉米一年两作条件下,夏玉米一茬采取收获小麦时留茬覆盖→玉米免耕播种→化学控制（杂草及病虫害）→灌抗旱蒙头水→苗期深松→拔节孕穗期追肥→大喇叭口防治玉米螟七道作业程序。其核心技术是免耕、覆盖、化控、深松。该模式运作应注意对不同小麦产量地块、免耕播种机械、深松时机选择等问题,并应特别注意以防除杂草为重点的有效化控措施的实施。     

1ZML-210深松型联合整地机的研制

为了解决传统联合整地机不能完成超深松的问题,在研究分析传统联合整地机的基础上,研制出可与大马力拖拉机配套的新型耕整地机具1ZML-210深松型联合整地机。该机具在灭茬刀轴和旋耕刀轴中间增加一组超深松装置。从而可以打破犁底层,提高土壤透气、透水性能,提高土壤抵抗自然灾害能力。该机具一次作业能够完成垄上灭茬、深松、旋耕、起...     

一种基于多线程的混合深度包检测方法

为了提高网络入侵检测速度和稳定性,提出了一种基于多线程的混合深度包检测方法.该方法首先采用正则表达式的线性系数来对规则集中的正则表达式进行分组,然后对不同正则表达式组采用不同压缩技术进行状态位压缩,生成不同FA （Finite Automata）,最后采用多线程技术对生成的不同FA进行检测.通过实验验证,得出该方法具有较高的压缩和处理性能,同时能有效提高检测的速度和稳定性.     

基于ANSYS的浅层土壤温度场特征模拟分析

通过分层安装温度传感器采集黑龙江省大庆市某地区的浅层土壤温度值,运用ANSYS有限元分析软件对地下1 m内土层进行相应的模拟分析,探究地下浅层土壤温度场的变化特征.结果表明:地下土壤深度为70100 cm范围内的温度变化趋向比较相近,整年白天的地表最高温度在7月,最低在12月,3—5月、7—9月的地表温度变化趋向均高于地下浅层土壤温度,土温整体是呈地表向地下逐渐降落的趋向;整年黑天的最高地表温度在7月,最低在12月,4—5月、7月的地表温度变化趋向均大于地下浅层土壤温度,土温随深度的增加呈地表向地下逐渐增高-降低-增高的趋向.     

土壤直角切削的有限元仿真

为减少耕作阻力,优化耕整机具结构与性能,基于ANSYS/L-SDYNA利用修正的Drucker-Prager塑性模型、用Lagrange和ALE相结合的方法,以粘性土壤为对象开展了直线刃口刀具对其直角切削的有限元数值模拟,得到了土壤的滑移破坏变形状况、刀具应力分布和切削阻力变化.同时对该土壤开展了室内土槽试验,研究显示有限元仿真结果与试验结果基本一致.