【摘要】：深松打破了長(zhǎng)期耕作所形成的堅(jiān)實(shí)犁地層,有效調(diào)節(jié)土壤的固、液、氣三項(xiàng)比。同時(shí)提高土壤的蓄水能力,大大增強(qiáng)了作物的抗旱、抗倒伏能力。現(xiàn)存的深松機(jī)械普遍具有牽引阻力大、耗能高、深松深度淺、深松幅度窄等問(wèn)題。本文通過(guò)研究氣吹式深松減阻原理對(duì)深松鏟進(jìn)行受力分析;建立深松鏟三維模型;進(jìn)行田間牽引力測(cè)試,獲取試驗(yàn)參數(shù);對(duì)深松鏟進(jìn)行靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真分析;最后全面對(duì)比深松前后效果。研究?jī)?nèi)容如下:(1)研究氣吹深松原理,為氣吹式深松機(jī)減阻優(yōu)化提供理論支持,對(duì)氣吹式深松鏟進(jìn)行受力分析,建立深松鏟三維模型。(2)進(jìn)行牽引力田間測(cè)試試驗(yàn),試驗(yàn)選取拖拉機(jī)平均前進(jìn)速度、加壓狀態(tài)、深松深度三個(gè)因素,以氣吹式深松機(jī)牽引阻力作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。試驗(yàn)表明:隨著拖拉機(jī)平均前進(jìn)速度的增加,氣吹式深松機(jī)的牽引阻力呈現(xiàn)增大的趨勢(shì);當(dāng)拖拉機(jī)前進(jìn)速度為0.4m/s時(shí),深松機(jī)牽引阻力為24.86kN。隨著加壓壓強(qiáng)增大,氣吹式深松機(jī)的牽引阻力呈現(xiàn)增大的趨勢(shì);當(dāng)氣壓達(dá)到4MPa時(shí),深松機(jī)牽引阻力為29.14kN。隨著深松深度的增大,氣吹式深松機(jī)的牽引阻力呈現(xiàn)增大的趨勢(shì);當(dāng)深松深度為45cm時(shí),深松機(jī)牽引阻力為33.23kN。(3)通過(guò)對(duì)深松機(jī)牽引力測(cè)試,確定深松鏟仿真分析的邊界條件,對(duì)氣吹式深松鏟進(jìn)行靜力學(xué)分析獲取等效應(yīng)變、應(yīng)力以及總變形云圖,同時(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析,獲取氣吹式深松鏟的前六階振型。靜動(dòng)力學(xué)分析得出:氣吹式深松鏟主變形發(fā)生在深松鏟柄固定連接板左端第一個(gè)螺紋口處,最大位移變形值為11.47×10-1mm,應(yīng)力點(diǎn)集中在深松鏟鏟頭處。動(dòng)力學(xué)分析得出:前六階振型的主變形發(fā)生在深松鏟鏟頭以及鏟柄處。因此長(zhǎng)期工作會(huì)導(dǎo)致深松鏟磨損甚至變形,同時(shí)也會(huì)影響到氣吹式深松機(jī)的使用壽命。針對(duì)此類問(wèn)題,將深松鏟的噴射高壓氣體的開(kāi)口方向改為垂直噴氣,同時(shí)改變鏟面受力面積以及深松鏟的入土角度,設(shè)計(jì)出翼型深松鏟三維模型。(4)通過(guò)比對(duì)深松前后土壤容重孔隙度、含水率得出:由于土壤處于凍融期本身容重就很低,所以深松作業(yè)前后土壤容重變化不明顯,土壤含水率有明顯提升。通過(guò)獲取這些數(shù)據(jù)為氣吹式深松機(jī)、深松鏟優(yōu)化設(shè)計(jì)指明方向。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S222
【圖文】：

由于高壓氣體進(jìn)入土壤過(guò)程非常的短暫，通過(guò)膨脹作用使土壤中的土塊瞬間逡逑產(chǎn)生裂隙，因此可以把氣吹式深松原理簡(jiǎn)化為膨脹推力理論。建立雙軸平面應(yīng)變彈逡逑性模型，如圖２所示。逡逑ｙＡ逡逑ａｔ逡逑Ｐ邐＾逡逑圖２裂隙彈性力學(xué)模型逡逑Ｆｉｇ．邋２邋Ｆｒａｃｔｕｒｅ邋ｅｌａｓｔｉｃ邋ｍｅｃｈａｎｉｃｓ邋ｍｏｄｅｌ逡逑不考慮重力影響，這是一個(gè)線性奇數(shù)方程問(wèn)題。土壤氣吹式深松的細(xì)孔所受到切應(yīng)逡逑變?yōu)椋哄义希?＝（（ｒｇ－＼ｉａＴ）？／Ｅｋ邐（１）逡逑式中：逡逑Ｐ—高氣壓體壓力，ＭＰａ；逡逑ａｅ邋一單位壓力引起的切向應(yīng)力，ＭＰａ；逡逑—單位壓力引起的徑向應(yīng)力，ＭＰａ；逡逑Ｈ邋一泊松比；逡逑Ｅｋ—土體的彈性模量，Ｐａ逡逑由ｈａｒｒｉｓ理論求得氣吹式深松產(chǎn)生裂隙數(shù)為：逡逑￡0邋（ａｅ－［ＬａＴ）ｐ邐⑵逡逑￣邋ｓｔ逡逑

（Ｊｋ＇一土體抗拉強(qiáng)度，ＭＰａ；逡逑ｃｒｔ一土體最小有效應(yīng)力，ＭＰａ逡逑如圖３所示，受高氣壓體作用，圓孔內(nèi)部的氣壓會(huì)使孔周邊的土壤產(chǎn)生應(yīng)變，逡逑由最初的彈性變形轉(zhuǎn)化為塑性變形，隨著圓孔內(nèi)氣壓X棿�，似S鄖蛞不嶗┱牛鑠義蝦笸撂宓ピ木斷蠐αυ鑾�，切舷摝力架V�。辶x希簦簦椋海卞義希幔場(chǎng)澹卞�？．．．．．．．．．�

本文編號(hào)：2724717