基于離散元法的秸稈還田機仿真優(yōu)化與試驗研究
發(fā)布時間:2023-07-30 17:21
中國是一個農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ),農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展狀況直接影響到整個國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和社會穩(wěn)定。近年來,由于人民生活水平的提高,農(nóng)民很少用秸稈作為燃料,畜牧業(yè)農(nóng)場逐漸取代了家庭養(yǎng)殖的模式,農(nóng)民對秸稈的需求量逐漸減少,再加上秸稈回收成本過高,每年在莊稼收獲的季節(jié),農(nóng)民為了搶種和處理方便就將收獲后遺留在田間的秸稈就地焚燒,不但造成了大量的資源浪費,而且造成了環(huán)境的污染。本文針對目前農(nóng)田秸稈還田機存在刀具磨損嚴重、能耗大、作業(yè)質(zhì)量差等問題,設(shè)計了一種節(jié)能型秸稈還田機,對關(guān)鍵零部件進行了設(shè)計,基于離散元法進行了秸稈-土壤-旋耕刀輥相互作用仿真分析,并開展了機具田間試驗。本文主要開展了以下內(nèi)容研究:(1)在秸稈還田機結(jié)構(gòu)設(shè)計上采用中間傳動方式,對旋耕機的關(guān)鍵部件做了詳細設(shè)計。采用六區(qū)段雙螺旋排列方式,設(shè)計了一種輕量化帶孔型旋耕刀片,在旋耕刀刃口采用堆焊處理,大大延長了旋耕刀壽命。在刀柄與側(cè)切面之間設(shè)計了加強肋,使得旋刀強度更高,有效地解決了旋耕刀側(cè)切面容易折斷的現(xiàn)象。(2)基于EDEM軟件的離散元法建立了秸稈-土壤-旋耕刀輥相互作用仿真模型,并從土壤和桔桿運動及旋耕刀受力角度對秸桿...
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 選題背景
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 旋耕部件研究現(xiàn)狀
1.3.2 離散元法在土壤方面研究現(xiàn)狀
1.4 課題的研究內(nèi)容及技術(shù)路線
1.4.1 研究內(nèi)容
1.4.2 技術(shù)路線
第二章 中間傳動式旋耕機設(shè)計
引言
2.1 結(jié)構(gòu)和動力傳遞
2.1.1 整機機構(gòu)與技術(shù)參數(shù)
2.1.2 動力傳遞系統(tǒng)
2.2 關(guān)鍵零部件設(shè)計
2.2.1 旋耕刀輥配置要求
2.2.2 旋耕刀輥參數(shù)選取
2.2.3 刀輥受力分析
2.2.4 旋耕刀破壞形式分析及設(shè)計
2.3 消除漏耕裝置設(shè)計
2.4 配套動力計算
2.4.1 秸稈還田機所需動力計算
2.4.2 秸稈還田機空行所需動力計算
2.5 本章小結(jié)
第三章 基于EDEM的旋耕刀輥秸稈還田仿真研究
3.1 離散元法的基本原理與力學(xué)模型
3.1.1 離散元法的基本原理
3.1.2 離散元法的顆粒模型
3.1.3 顆粒模型的運動方程
3.2 離散元法的求解實現(xiàn)
3.2.1 離散元法求解的組成部分
3.2.2 離散元法迭代的時間步長與求解程序流程
3.3 建立仿真模型
3.3.1 接觸模型
3.3.2 定義土壤顆粒材料特性和物理特性
3.3.3 土壤模型與秸稈模型
3.3.4 仿真幾何模型
3.3.5 創(chuàng)建顆粒工廠
3.3.6 仿真結(jié)果
3.4 多因素優(yōu)化試驗
3.4.1 試驗設(shè)計
3.4.2 試驗結(jié)果與分析
3.4.3 工作參數(shù)優(yōu)化
3.5 本章小結(jié)
第四章 田間試驗
4.1 實驗設(shè)計
4.1.1 實驗部分設(shè)計
4.1.2 數(shù)據(jù)處理部分設(shè)計
4.2 試驗場地和設(shè)備
4.2.1 試驗點概況
4.2.2 實驗設(shè)備
4.3 田間試驗結(jié)果的測定與分析
4.3.1 兩種旋耕刀對秸稈還田機功耗的影響分析
4.3.2 秸稈埋覆率測定
4.3.3 碎土質(zhì)量測定
4.3.4 耕后地表平整度
4.3.5 耕深穩(wěn)定性
4.4 實驗結(jié)果
4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 后續(xù)工作的展望和建議
參考文獻
作者簡介
在讀期間研究成果
本文編號:3837858
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 選題背景
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 旋耕部件研究現(xiàn)狀
1.3.2 離散元法在土壤方面研究現(xiàn)狀
1.4 課題的研究內(nèi)容及技術(shù)路線
1.4.1 研究內(nèi)容
1.4.2 技術(shù)路線
第二章 中間傳動式旋耕機設(shè)計
引言
2.1 結(jié)構(gòu)和動力傳遞
2.1.1 整機機構(gòu)與技術(shù)參數(shù)
2.1.2 動力傳遞系統(tǒng)
2.2 關(guān)鍵零部件設(shè)計
2.2.1 旋耕刀輥配置要求
2.2.2 旋耕刀輥參數(shù)選取
2.2.3 刀輥受力分析
2.2.4 旋耕刀破壞形式分析及設(shè)計
2.3 消除漏耕裝置設(shè)計
2.4 配套動力計算
2.4.1 秸稈還田機所需動力計算
2.4.2 秸稈還田機空行所需動力計算
2.5 本章小結(jié)
第三章 基于EDEM的旋耕刀輥秸稈還田仿真研究
3.1 離散元法的基本原理與力學(xué)模型
3.1.1 離散元法的基本原理
3.1.2 離散元法的顆粒模型
3.1.3 顆粒模型的運動方程
3.2 離散元法的求解實現(xiàn)
3.2.1 離散元法求解的組成部分
3.2.2 離散元法迭代的時間步長與求解程序流程
3.3 建立仿真模型
3.3.1 接觸模型
3.3.2 定義土壤顆粒材料特性和物理特性
3.3.3 土壤模型與秸稈模型
3.3.4 仿真幾何模型
3.3.5 創(chuàng)建顆粒工廠
3.3.6 仿真結(jié)果
3.4 多因素優(yōu)化試驗
3.4.1 試驗設(shè)計
3.4.2 試驗結(jié)果與分析
3.4.3 工作參數(shù)優(yōu)化
3.5 本章小結(jié)
第四章 田間試驗
4.1 實驗設(shè)計
4.1.1 實驗部分設(shè)計
4.1.2 數(shù)據(jù)處理部分設(shè)計
4.2 試驗場地和設(shè)備
4.2.1 試驗點概況
4.2.2 實驗設(shè)備
4.3 田間試驗結(jié)果的測定與分析
4.3.1 兩種旋耕刀對秸稈還田機功耗的影響分析
4.3.2 秸稈埋覆率測定
4.3.3 碎土質(zhì)量測定
4.3.4 耕后地表平整度
4.3.5 耕深穩(wěn)定性
4.4 實驗結(jié)果
4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 后續(xù)工作的展望和建議
參考文獻
作者簡介
在讀期間研究成果
本文編號:3837858
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