【摘要】：深松技術作為保護性耕作的一項重要內容,已經(jīng)被廣泛應用到農業(yè)生產中。生產實踐表明,目前大部分深松機具均存在耕作阻力大、耗能嚴重的問題。隨著深松整地作業(yè)面積的逐年增長,這一問題已經(jīng)嚴重影響了深松技術的推廣。為研究深松鏟的不同工作參數(shù)對耕作阻力的影響,本文根據(jù)要求研制了一臺深松試驗裝置,解決了耕作阻力的測試問題,采用模擬仿真與田間試驗的方法進行研究,主要研究內容及結論如下:利用SolidWorks軟件對試驗裝置進行三維建模,通過ANSYS Workbench對其關鍵部件進行有限元分析,具體包括靜力學分析、模態(tài)分析、結構優(yōu)化分析等,確保試驗裝置能承受預計的牽引阻力,滿足田間試驗的要求。利用ANSYS/LS-DYNA軟件對不同工作參數(shù)下的深松鏟切削土壤的耕作過程進行動力學仿真模擬,綜合對比水平與豎直方向上的耕作阻力的平均值,結果表明,在淺層低速(即工作速度為1.8km/h~2.7km/h,耕作深度為250mm~300mm)深松時,深松鏟的耕作阻力增長較快;在深層高速(即工作速度為2.7km/h~3.6km/h,耕作深度為300mm~350mm)深松時,深松鏟的耕作阻力增長較慢。借助EDEM軟件建立不同入土角度的深松鏟切削土壤的離散元模型,從深松作業(yè)的微觀角度探究深松鏟與土壤的相互作用機理,初步判斷得出:入土角為30°時耕作阻力相對較小。為驗證仿真分析結果,利用試驗裝置進行田間試驗。通過三因素三水平正交試驗分析,獲得影響耕作阻力的主次因素為:B(耕作深度)影響最大,其次為A(工作速度),影響最小的是C(入土角度);水平阻力最優(yōu)水平為:B1A1C2,即最小工作參數(shù)組合為耕作深度為250mm、工作速度為1.8km/h、入土角度為30°。將有限元模擬仿真結果與田間試驗結果進行了對比分析得出,雖然仿真數(shù)值均小于田間試驗數(shù)值,但是兩者的變化趨勢基本一致,有限元分析法與田間試驗的結果基本吻合,進一步驗證了有限元法與田間試驗相結合的可行性和可靠性。本文綜合模擬仿真與田間試驗的結果,確定影響耕作阻力的各個因素及其影響效果,為減小深松鏟的耕作阻力、優(yōu)化工作參數(shù)、提高工作效率和降低能耗提供決策依據(jù)。
【圖文】：

圖 2-1 試驗裝置Fig.2-1 Test device圖 2-2 試驗裝置的結構圖Fig.2-2 Structure diagram of test device1.下懸掛 2.機架 3.上懸掛 4.斜拉板 5.推拉力數(shù)顯儀表6.鏟柄 7.測力支架 8.推拉力傳感器 9.導筒 10.深松鏟 11.鏟座

7圖 2-2 試驗裝置的結構圖Fig.2-2 Structure diagram of test device如圖 2-2 所示，牽引部件位于機架的前部，，主要由上、下懸掛及斜拉板組成；測力部件通過測力支架、導筒及力傳感器的連接安裝在機架的后橫梁上；深度及角度調節(jié)部件依靠鏟柄與導筒之間的配合安裝在機架的后部。1.下懸掛 2.機架 3.上懸掛 4.斜拉板 5.推拉力數(shù)顯儀表6.鏟柄 7.測力支架 8.推拉力傳感器 9.導筒 10.深松鏟 11.鏟座
【學位授予單位】：山東農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S222

【參考文獻】

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1 李霞;張思遠;王維新;湯明軍;郭金龍;;基于LS-DYNA的深松鏟阻力仿真[J];江蘇農業(yè)科學;2017年22期

2 劉曉紅;邱立春;;振動深松鏟土壤切削有限元模擬分析——基于ANSYS/LS_DYNA[J];農機化研究;2017年01期

3 鄭侃;陳婉芝;;深松機具研究現(xiàn)狀與展望[J];江蘇農業(yè)科學;2016年08期

4 喬宇;;對《全國農機深松整地作業(yè)實施規(guī)劃(2016-2020年)》的解讀[J];吉林農業(yè);2016年12期

5 黃玉祥;杭程光;苑夢嬋;汪博濤;朱瑞祥;;深松土壤擾動行為的離散元仿真與試驗[J];農業(yè)機械學報;2016年07期

6 李霞;張東興;王維新;崔濤;湯明軍;;受迫振動深松機性能參數(shù)優(yōu)化與試驗[J];農業(yè)工程學報;2015年21期

7 齊關宇;劉林;趙艷忠;龔振平;楊悅乾;楊陽;;深松鏟入土深度及鏟形對耕作阻力影響[J];農機化研究;2015年11期

8 李博;劉凡一;陳軍;史江濤;;深松鏟耕作阻力影響因素的離散元法仿真分析[J];農機化研究;2015年02期

9 李霞;張東興;張瑞;崔濤;;土壤物理特性對深松阻力影響的試驗[J];江蘇大學學報(自然科學版);2014年01期

10 張強;張璐;于海業(yè);肖英奎;;復合形態(tài)深松鏟耕作阻力有限元分析與試驗[J];農業(yè)機械學報;2012年08期

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1 朱鳳武;金龜子形態(tài)分析及深松耕作部件仿生設計[D];吉林大學;2005年

2 張銳;基于離散元細觀分析的土壤動態(tài)行為研究[D];吉林大學;2005年

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1 王燕;基于離散元法的深松鏟結構與松土效果研究[D];吉林農業(yè)大學;2014年

2 張璐;深松鏟減阻技術研究[D];吉林大學;2013年

3 陳坤;后掠式弧形深松鏟柄的結構優(yōu)化研究[D];吉林農業(yè)大學;2012年

4 周玉乾;深松鏟受力數(shù)學模型與計算機模擬[D];河南農業(yè)大學;2006年

本文編號：2643187