【摘要】：微耕機(jī)被廣泛應(yīng)用于南方小面積水田作業(yè)中,而寬型水田輪(簡(jiǎn)稱寬輪)是前耕后驅(qū)型微耕機(jī)的重要工作部件,其除具有驅(qū)動(dòng)微耕機(jī)前進(jìn)作用之外,還具有碾壓碎土和攪動(dòng)混土的作用。目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者已采用物理試驗(yàn)和力學(xué)分析方法對(duì)一般的微耕機(jī)水田輪進(jìn)行了較多的研究,但是由于缺乏對(duì)寬輪的作業(yè)機(jī)理、工作性能影響因素的研究和結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化,導(dǎo)致寬輪的作業(yè)性能不高。因此,采用物理試驗(yàn)和仿真試驗(yàn)相結(jié)合的方法,研究寬輪的作業(yè)機(jī)理,優(yōu)化其結(jié)構(gòu)參數(shù),對(duì)提高其工作效率和作業(yè)質(zhì)量,具有重要的意義。本文采用光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)方法及二次回歸正交旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,通過(guò)建立土壤-寬輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型及多因素耦合數(shù)學(xué)模型,研究寬輪作業(yè)機(jī)理,及各影響因素(寬輪直徑、輪葉寬、輪葉傾角、輪葉折角、輪葉數(shù))與其性能指標(biāo)(平均前進(jìn)速度、攪混度、滑轉(zhuǎn)率)之間的影響規(guī)律和機(jī)理,并運(yùn)用MATLAB工具箱的fmincon函數(shù)對(duì)各影響因素進(jìn)行優(yōu)化,得到較優(yōu)的寬輪結(jié)構(gòu)參數(shù)。結(jié)果表明,建立的土壤-寬輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型精度較高,寬輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)平均前進(jìn)速度、攪混度、滑轉(zhuǎn)率的影響較大。結(jié)構(gòu)參數(shù)的較優(yōu)組合為：直徑451mm、輪葉寬65mm、輪葉傾角65°、輪葉折角30°、輪葉數(shù)9個(gè)。在較優(yōu)組合條件下,仿真試驗(yàn)得,平均前進(jìn)速度為542.200 mm/s,攪混度為42.692%,滑轉(zhuǎn)率為26.017%。
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：S222
【圖文】：

邐微耕化巧型水田輪作化巧程的巧真試歐巧巧逡逑質(zhì)，亦是±壤參數(shù)的兩項(xiàng)重要指標(biāo)。試驗(yàn)測(cè)定方法：直剪試驗(yàn)法；試驗(yàn)設(shè)備：應(yīng)變控制逡逑式直剪儀，如圖２－１所示。逡逑ｉ歔ＩＩ．’ＩＩ，＂ＩＩＩＩＩＩＩ－逡逑圖２－１應(yīng)變控制式直葬儀逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｓｔｒａｉ打邋ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ邋ｄｉｒｅｃｔ邋ｓｈｅａｒ邋ａｐｐａｒａｔｕｓ逡逑每層±壤取４個(gè)±樣，分別按照２５ｋＰａ、５０ｋＰａ、７５ｋＰａ、ｌＯＯｋＰａ的垂直壓為依次逡逑加載，在不同法向壓力下，止壤剪切面上施加不同的水平剪力，剪切±樣。試驗(yàn)通過(guò)剪逡逑切位移Ｚ來(lái)判斷±樣是否被剪壞，剪切位移達(dá)到４００邋ｍｍ時(shí)，認(rèn)為±樣被剪壞，得對(duì)應(yīng)逡逑法向壓力下止樣被剪壞時(shí)的剪應(yīng)力ｒ。按式２－３、２－４計(jì)算止壤的剪應(yīng)力：逡逑Ｌ邋二邋２Ｑｘｎ邋—邋Ｒ邐（２－３）逡逑式中，Ｌ一剪切位移，０．０１邋ｍｍ；逡逑手輪轉(zhuǎn)數(shù)；逡逑Ｒ一量力環(huán)中測(cè)微表讀數(shù)，０．０１邋ｍｍ。逡逑Ｔ邋二邋Ｃ、ｘＲ邐口－４）逡逑式中，ｒ—止壤剪應(yīng)力，ｋＰａ；逡逑Ｃ

２．４邋±壤硬度逡逑±壤的硬度指±壤抵抗外力壓實(shí)和破碎的能力，是止壤的一項(xiàng)基本性質(zhì)。試驗(yàn)使用逡逑圖２－２所示的ＴＹＤ－１型指針式硬度計(jì)測(cè)量王壤的硬度，根據(jù)文獻(xiàn)［３１巧力／與插入±壤逡逑深度Ａ的關(guān)系（如式２－８所示）和硬度公與插入±壤深度Ａ的關(guān)系（如式２－９所示），逡逑得到每一層插入主壤的深度Ａ和所需的力／，如表２－４所示。逡逑廔垂皆Ｉ邐Ｉ逡逑圖２－２硬度計(jì)錐頭逡逑Ｆｉｇ．２－２邋Ｈａｒｄｎｅｓｓ邋ｔｅｓｔｅｒ邋ｃｏｎｅ邋ｈｅａｄ逡逑／（；�。藉澹保叮玻梗叮常玻卞澹柽姡ǎ玻福╁义瞎ǎ╁澹藉澹玻保埃常梗埃澹腻澹椋鬟姡ǎ玻梗╁义媳恚玻瓷先烙捕龋迦肷疃龋捕扔�(jì)受力逡逑邐Ｔａｂ．２－４邋Ｄ－ｈ－ｆ邐逡逑±胃邐硬度邐皮入±壤深度邐硬度計(jì)受力逡逑？Ｄ／Ｎ’ｃｍ—２邐ｈｉｍｍ邐ｊＭ逡逑第一層邐４．２４邐４４．３４邐２０．６３逡逑第二層邐１６．６７邐３４．５６邐邐逡逑１０逡逑

本文采用文獻(xiàn)［３２］中所建立的止壤硬度測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)為學(xué)仿真模型來(lái)反求止壤的彈性逡逑模量。逡逑該仿真模型建模過(guò)程是；將圖２－２中的硬度計(jì)的工作部分建成剛性圓錐體（直徑為逡逑２４邋ｍｍ，高為３６邋ｍｍ），邋±壤采用陽(yáng)Ｍ和ＳＰＨy系姆椒ń薪�，因模型具有对称性，辶x轄黿⒆鍛返模保茨Ｐ�，之后官懺溤碀婃添紓蛟称，得到完整祿喜度甲V鍛紡Ｐ�，壤_煎義希玻常崴盡ＤＰ偷畝ρХ掄婺Ｄ夤倘繽跡玻常饉盡ｅ義�；；哪蒂|(zhì)鍛芬誨渦聰鰣義轄歐掄婺Ｐ灣握ǎ┓掄婺Ｄ夤體義賢跡玻秤捕炔饈韻低扯ρХ掄婺Ｐ灣義希疲椋紓玻沖澹模睿幔恚椋沐澹螅椋恚酰歟幔簦椋錚鑠澹恚錚洌澹戾澹錚駑澹瑁幔潁洌睿澹螅簀澹簦椋澹螅簦椋睿玨澹螅螅簦澹礤義細(xì)梅掄婺Ｐ偷姆辭笤硎牽翰歡細(xì)謀淶閱Ａ浚諾鬧擔(dān)溝梅掄婺Ｐ橢兇鍛返牟迦脲義仙疃群退艿牧τ氡恚玻粗械氖荻雜κ鋇牡閱Ａ浚次

本文編號(hào)：2789686