發(fā)布時間：2021-01-01 14:44

　　微型耕耘機（又稱微耕機）具有體積小、重量輕、操控方便和易于移動等優(yōu)點,適宜于丘陵山地、小面積田塊和溫室大棚作業(yè),在我國應(yīng)用廣泛,對促進我國丘陵山區(qū)耕作機械化水平的提高起到十分積極的作用。微耕機將動力最終傳遞給旋耕刀輥,旋耕刀輥與士壤間相互作用,實現(xiàn)碎土和翻士并改變士壤結(jié)構(gòu),消滅雜草等功能,同時實現(xiàn)微耕機前進。由于士壤具有多相、松散和物性分散的特性,運用傳統(tǒng)的實驗方法很難定量的描述旋耕刀輥的耕作性能。通過計算機數(shù)值模擬旋耕刀輥切土,可以方便、快速地模擬旋耕刀輥的切土過程、虛擬定量的分析旋耕刀輥的切士功率,為旋耕刀輥的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計和刀片的排列方式等提供理論依據(jù)。本文主要以南方丘陵地區(qū)使用的微耕機為原型,針對南方土壤特點建立有限元模型,運用光滑質(zhì)點流體動力學(xué)SPH對旋耕刀輥切削士壤過程展開數(shù)值模擬,并將模擬仿真數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)進行對比,為微耕機整機以及機械零部件的優(yōu)化設(shè)計提供了理論依據(jù)。論文的主要工作包括：（1）運用三維建模軟件PRO/E對旋耕刀及旋耕刀輥進行三維實體建模,以LS-DYNA的前后處理器LS-PREPOST為基礎(chǔ),定義土壤有限元參數(shù)和土壤特性參數(shù),建立土壤SPH模型。（2）運用有... 

【文章來源】：西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 文獻綜述
    1.1 微耕機概述
        1.1.1 微耕機的主要結(jié)構(gòu)和工作原理
        1.1.2 微耕機的國內(nèi)外發(fā)展歷程及現(xiàn)狀
        1.1.3 我國微耕機的標準體系現(xiàn)狀
    1.2 旋耕刀輥概述及其研究現(xiàn)狀
        1.2.1 旋耕刀輥及其組成
        1.2.2 國內(nèi)外旋耕刀輥的研究現(xiàn)狀
    1.3 土壤的特性和模型理論基礎(chǔ)
        1.3.1 土壤的特性
        1.3.2 土壤模型的理論基礎(chǔ)
    1.4 土壤切削過程的研究方法簡介
第2章 緒論
    2.1 課題研究背景及意義
    2.2 課題研究內(nèi)容
第3章 土壤切削理論基礎(chǔ)
    3.1 旋耕機的運動參數(shù)
        3.1.1 旋耕刀的運動軌跡、旋耕速比和耕層底部凸起高度
        3.1.2 切土節(jié)距和碎土質(zhì)量
        3.1.3 旋耕刀的有效隙角的驗算
    3.2 旋耕機的功率消耗
        3.2.1 刀輥受力的近似運算
        3.2.2 旋耕機的功率消耗及其影響因素
第4章 旋耕刀的靜力學(xué)分析
    4.1 靜力學(xué)分析軟件介紹
        4.1.1 ANSYS簡介
        4.1.2 Workbench簡介
    4.2 旋耕刀模型建立
        4.2.1 旋耕刀實體模型的建立
        4.2.2 旋耕刀有限元模型的建立
    4.3 旋耕刀的有限元靜力分析
        4.3.1 旋耕刀靜力分析邊界條件的確定
        4.3.2 求解結(jié)果
        4.3.3 彎折角對旋耕刀靜力學(xué)的影響
        4.3.4 刀身寬度對旋耕刀靜力學(xué)的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 旋耕刀輥切土動力學(xué)分析
    5.1 刀輥的動力學(xué)分析簡介
    5.2 旋耕刀輥切土動力學(xué)仿真方法和軟件
        5.2.1 SPH方法的特點和基本理論
        5.2.2 LS-DYNA簡介
        5.2.3 前后處理器LS-PREPOST簡介
        5.2.4 HyperMesh簡介
    5.3 旋耕刀輥和土壤模型的建立
        5.3.1 刀輥中旋耕刀的合理排列
        5.3.2 旋耕刀輥模型的建立
        5.3.3 土壤模型的建立
    5.4 仿真參數(shù)和邊界條件的確定
        5.4.1 旋耕刀輥參數(shù)的確定
        5.4.2 土壤參數(shù)的確定
        5.4.3 邊界條件的確定
    5.5 旋耕刀輥切土仿真流程和參數(shù)設(shè)置
        5.5.1 土壤切削仿真流程
        5.5.2 仿真模型的關(guān)鍵字輸出
    5.6 本章小結(jié)
第6章 仿真結(jié)果與分析
    6.1 旋耕刀輥土壤切削仿真過程分析
    6.2 旋耕刀切土過程土壤的等效應(yīng)力分布
    6.3 旋耕刀輥切削土壤力分析
    6.4 旋耕刀輥切削土壤功耗分析
    6.5 切土功率的計算
    6.6 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與建議
    7.1 結(jié)論
    7.2 建議
參考文獻
致謝
發(fā)表的論文及參加課題


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]斜置旋耕機刀輥動平衡仿真試驗分析——基于PRO/E和ADAMS[J]. 靳永超,高建民.  農(nóng)機化研究. 2013(04)
[4]土壤旋切振動減阻的有限元分析[J]. 蔣建東,高潔,趙穎娣,Willem Hoogmoed,張憲.  農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2012(01)
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[7]螺旋刀具土壤切削過程模擬分析—基于ANSYS/LS-DYNA971[J]. 薛子萱,呂新民,唐衛(wèi)衛(wèi).  農(nóng)機化研究. 2011(04)
[8]手扶拖拉機與微型耕作機的異同[J]. 郝文錄.  農(nóng)機質(zhì)量與監(jiān)督. 2007(06)
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[10]基于ANSYS微型旋耕機旋耕彎刀的應(yīng)力仿真[J]. 葛云,吳雪飛,王磊,宋海堂.  石河子大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2007(05)

博士論文
[1]黏土本構(gòu)建模理論與試驗研究[D]. 周葆春.華中科技大學(xué) 2007
[2]粘土的數(shù)值建模與固結(jié)問題研究[D]. 程濤.華中科技大學(xué) 2006

碩士論文
[1]基于SPH算法的微耕機旋耕刀有限元仿真與優(yōu)化[D]. 朱留憲.西南大學(xué) 2012
[2]行間耕整機通用刀輥設(shè)計與試驗[D]. 莊維林.吉林大學(xué) 2011
[3]基于有限元法的螺旋型旋耕刀輥橫刀工作機理研究[D]. 周明.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
[4]基于SPH法的板結(jié)土壤反旋鑿切有限元仿真研究[D]. 姜濤.浙江工業(yè)大學(xué) 2009



本文編號：2951477