農(nóng)業(yè)機械、工程機械等在生產(chǎn)中,觸土部件會不可避免地與土壤產(chǎn)生機械作用,如破碎、切削、翻轉(zhuǎn)、移動等。土壤與部件表面發(fā)生相對運動會導(dǎo)致表面粘附、摩擦及磨損,降低了地面機具的作業(yè)效率和質(zhì)量。因此,提出減粘降阻的新理論和方法,設(shè)計出高效、低能耗的地面作業(yè)機械的觸土部件勢在必行。經(jīng)過長期的自然選擇和生物進化,土壤動物形成了完善的減粘脫土功能,如蚯蚓在地下粘濕的土壤環(huán)境中也能運動自如而身不粘土,為觸土部件的減粘降阻設(shè)計提供了思路。本文以蚯蚓為仿生原型,開展蚯蚓體表潤滑脫附減阻的仿生研究。本文將白頸參環(huán)毛蚓（Pheretima aspergillum）作為研究對象,結(jié)合蚯蚓運動特點,制備出收縮態(tài)、舒張態(tài)和靜息態(tài)三種狀態(tài)的波紋體表試樣,基于逆向工程技術(shù),使用三維激光掃描儀采集蚯蚓波紋體表點云數(shù)據(jù),得到蚯蚓波紋體表形貌和尺寸參數(shù)。根據(jù)三種不同狀態(tài)的蚯蚓體表試樣,設(shè)計出了仿生試樣。利用離散元仿真軟件EDEM,從宏觀和微觀的角度分析蚯蚓波紋體表結(jié)構(gòu)的降阻機制,尋找出最優(yōu)的波紋體表結(jié)構(gòu),仿真結(jié)果表明:波紋體表結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異的降阻特性,收縮態(tài)體表為最佳的波紋結(jié)構(gòu),與光滑試樣比較,前進阻力降低了16.97%,且收縮... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 土壤/固體粘附系統(tǒng)及動力學(xué)仿真
        1.2.1 土壤/固體界面粘附系統(tǒng)研究
        1.2.2 離散元仿真在土壤動力學(xué)中的應(yīng)用
    1.3 地面機械減粘脫土方法
        1.3.1 傳統(tǒng)脫附減阻方法
        1.3.2 仿生脫附減阻新方法
    1.4 蚯蚓減粘脫土仿生學(xué)
    1.5 本文研究內(nèi)容
        1.5.1 課題來源
        1.5.2 研究技術(shù)路線
        1.5.3 研究主要內(nèi)容
第2章 基于逆向工程仿蚯蚓體表試樣的建立
    2.1 蚯蚓生物學(xué)特性
    2.2 蚯蚓波紋曲線提取
        2.2.1 蚯蚓生物試樣制備
        2.2.2 蚯蚓體表點云數(shù)據(jù)獲取
    2.3 仿蚯蚓波紋體表試樣建立
    2.4 本章小節(jié)
第3章 蚯蚓體表與土壤相互作用仿真分析
    3.1 土壤特性參數(shù)測量
        3.1.1 土壤物理性能測量
        3.1.2 土壤力學(xué)性能測量
    3.2 離散元模型建立及參數(shù)選擇
        3.2.1 接觸模型確立
        3.2.2 模型參數(shù)選擇
        3.2.3 邊界模型確立
    3.3 仿真結(jié)果與分析
        3.3.1 波紋體表試樣受力分析
        3.3.2 蚯蚓體表與土壤接觸行為分析
        3.3.3 蚯蚓體表與土壤擾動行為分析
    3.4 本章小節(jié)
第4章 波紋體表自潤滑試驗研究
    4.1 蚯蚓自潤滑性能分析
    4.2 波紋潤滑體表阻力測試裝置
        4.2.1 試驗裝置結(jié)構(gòu)
        4.2.2 試驗設(shè)備工作過程
    4.3 試驗準備
        4.3.1 試驗材料
        4.3.2 試驗條件
    4.4 波紋試樣潤滑試驗
        4.4.1 潤滑孔設(shè)計
        4.4.2 波紋潤滑效果探究
    4.5 本章小結(jié)
第5章 仿生耦合波紋自潤滑減阻試驗
    5.1 試驗方案設(shè)計
        5.1.1 單因素試驗方案
        5.1.2 正交試驗方案
        5.1.3 三元二次回歸組合試驗方案
    5.2 試驗結(jié)果分析與討論
        5.2.1 單因素試驗結(jié)果分析
        5.2.2 正交試驗結(jié)果分析
        5.2.3 三元二次回歸組合試驗結(jié)果分析
    5.3 本章小節(jié)
第6章 結(jié)論和展望
    6.1 本文主要研究結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
導(dǎo)師及作者簡介
致謝



本文編號：3185566