仿生推土板準線變曲率規(guī)律及其減阻性能研究
發(fā)布時間:2022-12-07 17:29
工程機械和農(nóng)業(yè)機械的能量損耗和工作效率與工作部件觸土曲面有直接關(guān)系,而觸土部件曲面特性受曲面準線形式的影響。為了優(yōu)化觸土曲面形狀,提高曲面的設(shè)計水平,降低工程機械和農(nóng)業(yè)機械的工作阻力以及能源消耗,本文對不同準線形式的推土板做了進一步的研究;谇捌谘芯空邔蝹仿生爪趾的研究分析,田鼠爪趾內(nèi)輪廓曲線的復(fù)雜變曲率特征是田鼠爪趾具有優(yōu)良脫阻減附性能的基本原因,這就為推土板幾何構(gòu)型及力學(xué)性能的優(yōu)化提供了仿生研究的基礎(chǔ)。本文對田鼠九個爪趾內(nèi)輪廓曲線進行數(shù)據(jù)點坐標采集,同時求取九個爪趾內(nèi)輪廓曲線對應(yīng)點坐標的均值,然后利用最小二乘法求其四次多項式擬合方程,并求出擬合后爪趾內(nèi)輪廓曲線曲率和曲率均值的反求方程,基于統(tǒng)計特征值,對其變曲率規(guī)律進行分析。利用SolidWorks三維制圖軟件,分別建立九個爪趾擬合曲線方程和曲率均值反求方程以及曲線均值方程為準線的土板-土壤切削模型。為了增加試驗分析對比性,繼續(xù)建立切削角為50°的圓弧線、擺線、漸開線、拋物線型四種推土板-土壤切削模型。將所建模型依次導(dǎo)入ANSYS/LS-DYNA中進行求解運算。運算結(jié)果通過后處理器LS-PREPOST進一步分析輸出。結(jié)果表明,以...
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 觸土部件曲面研究現(xiàn)狀
1.2.2 觸土曲面減阻方法研究現(xiàn)狀
1.2.3 觸土曲面準線研究現(xiàn)狀
1.3 觸土部件與土壤系統(tǒng)相互作用的研究方法
1.4 本文研究內(nèi)容及方法
第2章 基于觸土曲面準線曲率反求方程方法
2.1 曲線的函數(shù)方程特性
2.1.1 單調(diào)性的判定
2.1.2 極值的幾何意義
2.2 基于MATLAB求解
2.2.1 MATLAB軟件介紹
2.2.2 線性函數(shù)擬合
2.2.3 極限求解
2.2.4 積分求解
2.3 由曲率反求觸土曲面準線方程理論方法
2.3.1 變量替換法
2.3.2 冪級數(shù)展開法
2.3.3 函數(shù)極限法
2.4 本章小結(jié)
第3章 田鼠爪趾內(nèi)輪廓曲線的提取分析
3.1 田鼠內(nèi)輪廓曲線數(shù)據(jù)點提取
3.2 內(nèi)輪廓曲線數(shù)學(xué)模型
3.2.1 數(shù)據(jù)點擬合理論依據(jù)
3.2.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計特征值
3.2.3 內(nèi)輪廓曲線及其均值方程
3.3 宏觀變曲率分析
3.3.1 變曲率曲線特性
3.3.2 曲率均值反求曲線
3.4 數(shù)據(jù)特征值分析
3.4.1 極值點位置坐標統(tǒng)計規(guī)律
3.4.2 極值點統(tǒng)計規(guī)律
3.4.3 曲率趨勢線波動規(guī)律
3.5 本章小結(jié)
第4章 推土板-土壤系統(tǒng)的有限元仿真分析
4.1 三類推土板三維模型設(shè)計
4.1.1 推土板設(shè)計要求
4.1.2 推土板設(shè)計
4.2 有限元分析理論基礎(chǔ)
4.2.1 ANSYS/LS-DYNA軟件概述
4.2.2 LS-PREPOST后處理器概述
4.3 推土板-土壤仿真有限元分析
4.3.1 推土板-土壤切削系統(tǒng)三維建模
4.3.2 有限元分析流程
4.4 推土板阻力和土壤應(yīng)力仿真分析結(jié)果
4.4.1 推土板工作阻力與均值型對比分析
4.4.2 土壤應(yīng)力波動與均值型對比分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 推土板-土壤阻力和應(yīng)力波動試驗
5.1 室內(nèi)土槽試驗
5.1.1 試驗裝備
5.1.2 試驗方案
5.1.3 試驗設(shè)備調(diào)試
5.2 試驗結(jié)果分析
5.2.1 完整工作阻力與有限元法對比分析
5.2.2 完整工作波動與應(yīng)力行為對比分析
5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學(xué)位期間的研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于CATIA的犁體曲面建模和數(shù)控加工[J]. 彭春雷. 中國高新技術(shù)企業(yè). 2017(09)
[2]觸土曲面準線曲率特征及其減阻性能分析[J]. 張鵬,郭志軍,倪利偉,雷宇凝,余浩,望宏浩. 農(nóng)機化研究. 2017(02)
[3]推土機超級鏟設(shè)計分析[J]. 金丹,侯文軍,楊和平,鮑奎宇. 建筑機械化. 2015(03)
[4]電滲過程中裂縫形成機理的試驗研究[J]. 張昊. 低溫建筑技術(shù). 2014(09)
[5]基于UG的犁體曲面建模及其仿真分析[J]. 張絹,魏文軒. 新疆農(nóng)機化. 2014(04)
[6]推土機W型鏟刀的設(shè)計研究[J]. 季有昌,侯文軍,金丹,劉樹軍. 中國農(nóng)機化學(xué)報. 2014(04)
[7]耕作土壤的離散元法研究[J]. 姜珊珊,潘世強. 農(nóng)業(yè)與技術(shù). 2014(02)
[8]高速犁體曲面的研究現(xiàn)狀與分析[J]. 趙鄭斌,方憲法,楊學(xué)軍,劉立晶. 農(nóng)機化研究. 2014(02)
[9]土壤耕作部件宏觀觸土曲面設(shè)計研究現(xiàn)狀分析[J]. 邢義勝,郭志軍. 農(nóng)機化研究. 2014(01)
[10]基于Pro/E犁體曲面的設(shè)計繪制方法[J]. 楊曉彬,張貴,李國龍,屈年全,李曉東. 農(nóng)業(yè)工程. 2011(04)
碩士論文
[1]后掠式弧形深松鏟柄的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D]. 陳坤.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[2]推土板宏觀觸土曲面微分幾何性質(zhì)與阻力特性研究[D]. 邢義勝.河南科技大學(xué) 2013
[3]仿生微電滲減粘脫附探索[D]. 侯磊.吉林大學(xué) 2016
本文編號:3712542
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 觸土部件曲面研究現(xiàn)狀
1.2.2 觸土曲面減阻方法研究現(xiàn)狀
1.2.3 觸土曲面準線研究現(xiàn)狀
1.3 觸土部件與土壤系統(tǒng)相互作用的研究方法
1.4 本文研究內(nèi)容及方法
第2章 基于觸土曲面準線曲率反求方程方法
2.1 曲線的函數(shù)方程特性
2.1.1 單調(diào)性的判定
2.1.2 極值的幾何意義
2.2 基于MATLAB求解
2.2.1 MATLAB軟件介紹
2.2.2 線性函數(shù)擬合
2.2.3 極限求解
2.2.4 積分求解
2.3 由曲率反求觸土曲面準線方程理論方法
2.3.1 變量替換法
2.3.2 冪級數(shù)展開法
2.3.3 函數(shù)極限法
2.4 本章小結(jié)
第3章 田鼠爪趾內(nèi)輪廓曲線的提取分析
3.1 田鼠內(nèi)輪廓曲線數(shù)據(jù)點提取
3.2 內(nèi)輪廓曲線數(shù)學(xué)模型
3.2.1 數(shù)據(jù)點擬合理論依據(jù)
3.2.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計特征值
3.2.3 內(nèi)輪廓曲線及其均值方程
3.3 宏觀變曲率分析
3.3.1 變曲率曲線特性
3.3.2 曲率均值反求曲線
3.4 數(shù)據(jù)特征值分析
3.4.1 極值點位置坐標統(tǒng)計規(guī)律
3.4.2 極值點統(tǒng)計規(guī)律
3.4.3 曲率趨勢線波動規(guī)律
3.5 本章小結(jié)
第4章 推土板-土壤系統(tǒng)的有限元仿真分析
4.1 三類推土板三維模型設(shè)計
4.1.1 推土板設(shè)計要求
4.1.2 推土板設(shè)計
4.2 有限元分析理論基礎(chǔ)
4.2.1 ANSYS/LS-DYNA軟件概述
4.2.2 LS-PREPOST后處理器概述
4.3 推土板-土壤仿真有限元分析
4.3.1 推土板-土壤切削系統(tǒng)三維建模
4.3.2 有限元分析流程
4.4 推土板阻力和土壤應(yīng)力仿真分析結(jié)果
4.4.1 推土板工作阻力與均值型對比分析
4.4.2 土壤應(yīng)力波動與均值型對比分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 推土板-土壤阻力和應(yīng)力波動試驗
5.1 室內(nèi)土槽試驗
5.1.1 試驗裝備
5.1.2 試驗方案
5.1.3 試驗設(shè)備調(diào)試
5.2 試驗結(jié)果分析
5.2.1 完整工作阻力與有限元法對比分析
5.2.2 完整工作波動與應(yīng)力行為對比分析
5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學(xué)位期間的研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于CATIA的犁體曲面建模和數(shù)控加工[J]. 彭春雷. 中國高新技術(shù)企業(yè). 2017(09)
[2]觸土曲面準線曲率特征及其減阻性能分析[J]. 張鵬,郭志軍,倪利偉,雷宇凝,余浩,望宏浩. 農(nóng)機化研究. 2017(02)
[3]推土機超級鏟設(shè)計分析[J]. 金丹,侯文軍,楊和平,鮑奎宇. 建筑機械化. 2015(03)
[4]電滲過程中裂縫形成機理的試驗研究[J]. 張昊. 低溫建筑技術(shù). 2014(09)
[5]基于UG的犁體曲面建模及其仿真分析[J]. 張絹,魏文軒. 新疆農(nóng)機化. 2014(04)
[6]推土機W型鏟刀的設(shè)計研究[J]. 季有昌,侯文軍,金丹,劉樹軍. 中國農(nóng)機化學(xué)報. 2014(04)
[7]耕作土壤的離散元法研究[J]. 姜珊珊,潘世強. 農(nóng)業(yè)與技術(shù). 2014(02)
[8]高速犁體曲面的研究現(xiàn)狀與分析[J]. 趙鄭斌,方憲法,楊學(xué)軍,劉立晶. 農(nóng)機化研究. 2014(02)
[9]土壤耕作部件宏觀觸土曲面設(shè)計研究現(xiàn)狀分析[J]. 邢義勝,郭志軍. 農(nóng)機化研究. 2014(01)
[10]基于Pro/E犁體曲面的設(shè)計繪制方法[J]. 楊曉彬,張貴,李國龍,屈年全,李曉東. 農(nóng)業(yè)工程. 2011(04)
碩士論文
[1]后掠式弧形深松鏟柄的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D]. 陳坤.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[2]推土板宏觀觸土曲面微分幾何性質(zhì)與阻力特性研究[D]. 邢義勝.河南科技大學(xué) 2013
[3]仿生微電滲減粘脫附探索[D]. 侯磊.吉林大學(xué) 2016
本文編號:3712542
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