基于SPH法的林地深松刀具阻力特性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-09 12:08
為解決對(duì)南方經(jīng)濟(jì)林深松時(shí)刀具阻力大的問(wèn)題,在課題組研發(fā)的油茶林深松機(jī)基礎(chǔ)上,開展深松刀設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)改進(jìn),并研究其阻力特性。由于深松刀是直接作用于土壤的部件,故林地深松刀具的設(shè)計(jì)顯得尤為重要,且刀具運(yùn)動(dòng)參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)的取值都將直接影響深松阻力大小及深松作業(yè)效果的好壞。本文通過(guò)對(duì)林地深松刀具的參數(shù)確定、深松過(guò)程的阻力特性分析計(jì)算、深松過(guò)程的動(dòng)力學(xué)仿真、擬合仿真數(shù)據(jù)開展刀具優(yōu)化,最后實(shí)地試驗(yàn)驗(yàn)證仿真可靠及優(yōu)化效果良好,研制一款適應(yīng)于林地深松的刀具,滿足經(jīng)濟(jì)林深松撫育的需求,主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)根據(jù)經(jīng)濟(jì)林深松撫育園藝要求,確定深松刀具的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù);針對(duì)刀具結(jié)構(gòu)參數(shù),分析驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)參數(shù)中的旋轉(zhuǎn)速度是否滿足土粒升運(yùn)的要求;構(gòu)建深松過(guò)程中刀具阻力特性數(shù)學(xué)模型,分析影響深松阻力的主要因素。(2)基于SPH法開展林地深松刀具深松過(guò)程的動(dòng)力學(xué)仿真,研究刀具在不同旋速比、切削角、刃角情況下的深松阻力,獲取最佳運(yùn)動(dòng)參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)組合,并分析此參數(shù)組合下的深松阻力。(3)基于SPSS對(duì)3×3的9組仿真阻力數(shù)值進(jìn)行方程擬合,分析方程及參數(shù)的顯著性,通過(guò)分析深松過(guò)程的阻力特性,得到林地深松刀具各參數(shù)的約束條...
【文章來(lái)源】:中南林業(yè)科技大學(xué)湖南省
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
約翰一迪爾深松機(jī)具Figl.lJohnDeere氏叩100,cmachine
是格林-格爾貝松公司生產(chǎn)的深松機(jī)具,意大利的NARDI深松機(jī)具如圖1.?3所示,??Galmax深松機(jī)具如圖1.?4所不。??西歐及美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的大馬力拖拉機(jī)功率可達(dá)360KW,由丁拖拉機(jī)功率之??大,故耕地機(jī)械多為能夠一次完成多項(xiàng)作業(yè)如滅茬、淺松、深松、合墑、碎土鎮(zhèn)??壓等的聯(lián)合整地機(jī),其中圖1.5所示為最具代表性的貝松聯(lián)合整地機(jī),其工作幅??寬可達(dá)7m以上,該整地機(jī)可減少作業(yè)次數(shù),縮短深松作業(yè)周期、減少能耗、節(jié)??約人工、爭(zhēng)取農(nóng)時(shí),同時(shí)對(duì)土壤進(jìn)行深松也有利于保持土壤的水分和濕度,進(jìn)時(shí)??達(dá)到增產(chǎn)及穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)作物的目的。??近些年,國(guó)外提倡一種垂直松土,即通過(guò)垂直深松的方式,提高土壤的保水??保墑的能力,增加土壤中有機(jī)質(zhì)的含量,促進(jìn)作物更好的生長(zhǎng)發(fā)育。垂直深松是??—種類似于保護(hù)性耕作的松土方式,與翻松不同,垂直深松不使土壤翻轉(zhuǎn),保護(hù)??土壤表面殘留物的基礎(chǔ)上進(jìn)行深松作業(yè)。??由此可阽,部分發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)深松機(jī)具的研究開始較早且己比較完善,但由于??國(guó)外深松機(jī)具配套拖拉機(jī)馬力較大,不符合我國(guó)國(guó)情,故需要結(jié)合我國(guó)土壤及經(jīng)??濟(jì)林農(nóng)藝要求生產(chǎn)出適合我國(guó)國(guó)情的深松機(jī)具。??
Figl.5?Besson?combine??與國(guó)外相比,20世紀(jì)60年代我國(guó)才認(rèn)識(shí)到深松技術(shù)重要性,對(duì)機(jī)械化深松??技術(shù)開始研究,研宄在科研院所中率先開展,目前我國(guó)主要有如下單位進(jìn)行深松??機(jī)具的研究:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué),黑龍江省水利科學(xué)院,中南林業(yè)科技大學(xué)等。設(shè)計(jì)??并制造了多種不同的深松機(jī)具,并且通過(guò)實(shí)地試驗(yàn)得到一系列結(jié)論,不斷去優(yōu)化??改進(jìn)深松機(jī)具。目前已通過(guò)試驗(yàn)并投入實(shí)際生產(chǎn)中,取得了良好的效果,與此同??時(shí)也積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的設(shè)計(jì)加以改造以適應(yīng)我國(guó)深松的國(guó)情,并進(jìn)行推廣,促??進(jìn)機(jī)械化發(fā)展進(jìn)度。??我國(guó)深松機(jī)具雖型號(hào)較多,但大致可以分為以下四大類:振動(dòng)式深松機(jī)具、??全方位深松機(jī)具、間隔式深松機(jī)具和淺翻深松機(jī)具,在這四大類中,振動(dòng)深松機(jī)??具占比最小為9%,有受迫振動(dòng)(57%)和強(qiáng)迫振動(dòng)(43%)兩種,間隔深松機(jī)具??占比最大為81%,有直立柱(94%)和曲面鏟柱(6%)兩種,如圖1.6所示。??間隔式深松機(jī)具占據(jù)較大的比重,中小型尺寸,符合我國(guó)中小型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的??現(xiàn)狀,但該深松機(jī)具適用性低,結(jié)構(gòu)單一且深松阻力較大,往往是針對(duì)特定區(qū)域??使用,加工工藝落后且可調(diào)節(jié)性差,故難以大范圍推廣使用。??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]錯(cuò)位布置深松鏟距對(duì)土壤擾動(dòng)和耕作阻力的影響[J]. 張帥磊,王學(xué)振,姚毓香,朱瑞祥,黃玉祥. 農(nóng)機(jī)化研究. 2019(10)
[2]機(jī)械化深松作業(yè)仍需大力推進(jìn)[J]. 張佩,孫曙光,李金磊. 農(nóng)業(yè)裝備技術(shù). 2018(06)
[3]農(nóng)業(yè)機(jī)械化深松整地增產(chǎn)技術(shù)研究[J]. 張惠軍. 南方農(nóng)機(jī). 2018(22)
[4]深松鏟尖耕作應(yīng)力的有限元分析及田間磨損驗(yàn)證[J]. 郭建永,李慶達(dá),胡軍,沙龍,于海洋. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)
[5]機(jī)械深松對(duì)土壤容重和機(jī)械組成的影響[J]. 顧鑫,任翠梅,王麗娜,楊麗,姚雪,齊國(guó)超,韓冰,劉洋. 黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(11)
[6]深松鏟型式對(duì)深松作業(yè)的影響[J]. 陳偉,朱繼平,陳小兵,袁棟,姚克恒,劉正剛,丁艷,夏敏,張曉. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(20)
[7]振動(dòng)深松機(jī)的作業(yè)優(yōu)勢(shì)及原理分析[J]. 咸培棟,高威. 農(nóng)機(jī)使用與維修. 2018(10)
[8]保護(hù)性耕作機(jī)械化深松土地技術(shù)帶來(lái)的好處[J]. 張兆龍. 時(shí)代農(nóng)機(jī). 2018(09)
[9]含水量和容重對(duì)旱地耕層土壤熱導(dǎo)率的影響及預(yù)測(cè)[J]. 盧奕麗,張猛,劉曉娜,任圖生,王雅婧. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2018(18)
[10]基于仿真與試驗(yàn)分析的高硅鋁合金涂層刀具銑削性能研究[J]. 余宗寧,周利平,江凡,劉小瑩,周曉暉. 工具技術(shù). 2018(08)
碩士論文
[1]果園深松機(jī)底盤典型工況動(dòng)力學(xué)分析與試驗(yàn)[D]. 歐陽(yáng)益斌.中南林業(yè)科技大學(xué) 2018
[2]深松機(jī)具設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D]. 周飛科.中南林業(yè)科技大學(xué) 2018
[3]受迫振動(dòng)深松機(jī)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 張思遠(yuǎn).石河子大學(xué) 2018
[4]果園開溝部件運(yùn)動(dòng)參數(shù)及結(jié)構(gòu)參數(shù)仿真與優(yōu)化研究[D]. 曹中華.西南大學(xué) 2017
[5]基于SPH方法的流體模擬的研究[D]. 范承凱.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[6]垂直于切削方向的振動(dòng)挖掘及其減阻研究[D]. 李金龍.西華大學(xué) 2017
[7]ZGMn13高錳鋼耐磨性與磨削加工硬化機(jī)理的研究[D]. 張燕平.福州大學(xué) 2013
[8]立式螺旋開溝機(jī)工作部件設(shè)計(jì)及優(yōu)化[D]. 薛子萱.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
[9]鉆削高錳鋼ZGMn13鉆頭刃形改進(jìn)研究[D]. 陳志慧.大連交通大學(xué) 2007
本文編號(hào):3220551
【文章來(lái)源】:中南林業(yè)科技大學(xué)湖南省
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
約翰一迪爾深松機(jī)具Figl.lJohnDeere氏叩100,cmachine
是格林-格爾貝松公司生產(chǎn)的深松機(jī)具,意大利的NARDI深松機(jī)具如圖1.?3所示,??Galmax深松機(jī)具如圖1.?4所不。??西歐及美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的大馬力拖拉機(jī)功率可達(dá)360KW,由丁拖拉機(jī)功率之??大,故耕地機(jī)械多為能夠一次完成多項(xiàng)作業(yè)如滅茬、淺松、深松、合墑、碎土鎮(zhèn)??壓等的聯(lián)合整地機(jī),其中圖1.5所示為最具代表性的貝松聯(lián)合整地機(jī),其工作幅??寬可達(dá)7m以上,該整地機(jī)可減少作業(yè)次數(shù),縮短深松作業(yè)周期、減少能耗、節(jié)??約人工、爭(zhēng)取農(nóng)時(shí),同時(shí)對(duì)土壤進(jìn)行深松也有利于保持土壤的水分和濕度,進(jìn)時(shí)??達(dá)到增產(chǎn)及穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)作物的目的。??近些年,國(guó)外提倡一種垂直松土,即通過(guò)垂直深松的方式,提高土壤的保水??保墑的能力,增加土壤中有機(jī)質(zhì)的含量,促進(jìn)作物更好的生長(zhǎng)發(fā)育。垂直深松是??—種類似于保護(hù)性耕作的松土方式,與翻松不同,垂直深松不使土壤翻轉(zhuǎn),保護(hù)??土壤表面殘留物的基礎(chǔ)上進(jìn)行深松作業(yè)。??由此可阽,部分發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)深松機(jī)具的研究開始較早且己比較完善,但由于??國(guó)外深松機(jī)具配套拖拉機(jī)馬力較大,不符合我國(guó)國(guó)情,故需要結(jié)合我國(guó)土壤及經(jīng)??濟(jì)林農(nóng)藝要求生產(chǎn)出適合我國(guó)國(guó)情的深松機(jī)具。??
Figl.5?Besson?combine??與國(guó)外相比,20世紀(jì)60年代我國(guó)才認(rèn)識(shí)到深松技術(shù)重要性,對(duì)機(jī)械化深松??技術(shù)開始研究,研宄在科研院所中率先開展,目前我國(guó)主要有如下單位進(jìn)行深松??機(jī)具的研究:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué),黑龍江省水利科學(xué)院,中南林業(yè)科技大學(xué)等。設(shè)計(jì)??并制造了多種不同的深松機(jī)具,并且通過(guò)實(shí)地試驗(yàn)得到一系列結(jié)論,不斷去優(yōu)化??改進(jìn)深松機(jī)具。目前已通過(guò)試驗(yàn)并投入實(shí)際生產(chǎn)中,取得了良好的效果,與此同??時(shí)也積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的設(shè)計(jì)加以改造以適應(yīng)我國(guó)深松的國(guó)情,并進(jìn)行推廣,促??進(jìn)機(jī)械化發(fā)展進(jìn)度。??我國(guó)深松機(jī)具雖型號(hào)較多,但大致可以分為以下四大類:振動(dòng)式深松機(jī)具、??全方位深松機(jī)具、間隔式深松機(jī)具和淺翻深松機(jī)具,在這四大類中,振動(dòng)深松機(jī)??具占比最小為9%,有受迫振動(dòng)(57%)和強(qiáng)迫振動(dòng)(43%)兩種,間隔深松機(jī)具??占比最大為81%,有直立柱(94%)和曲面鏟柱(6%)兩種,如圖1.6所示。??間隔式深松機(jī)具占據(jù)較大的比重,中小型尺寸,符合我國(guó)中小型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的??現(xiàn)狀,但該深松機(jī)具適用性低,結(jié)構(gòu)單一且深松阻力較大,往往是針對(duì)特定區(qū)域??使用,加工工藝落后且可調(diào)節(jié)性差,故難以大范圍推廣使用。??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]錯(cuò)位布置深松鏟距對(duì)土壤擾動(dòng)和耕作阻力的影響[J]. 張帥磊,王學(xué)振,姚毓香,朱瑞祥,黃玉祥. 農(nóng)機(jī)化研究. 2019(10)
[2]機(jī)械化深松作業(yè)仍需大力推進(jìn)[J]. 張佩,孫曙光,李金磊. 農(nóng)業(yè)裝備技術(shù). 2018(06)
[3]農(nóng)業(yè)機(jī)械化深松整地增產(chǎn)技術(shù)研究[J]. 張惠軍. 南方農(nóng)機(jī). 2018(22)
[4]深松鏟尖耕作應(yīng)力的有限元分析及田間磨損驗(yàn)證[J]. 郭建永,李慶達(dá),胡軍,沙龍,于海洋. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)
[5]機(jī)械深松對(duì)土壤容重和機(jī)械組成的影響[J]. 顧鑫,任翠梅,王麗娜,楊麗,姚雪,齊國(guó)超,韓冰,劉洋. 黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(11)
[6]深松鏟型式對(duì)深松作業(yè)的影響[J]. 陳偉,朱繼平,陳小兵,袁棟,姚克恒,劉正剛,丁艷,夏敏,張曉. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(20)
[7]振動(dòng)深松機(jī)的作業(yè)優(yōu)勢(shì)及原理分析[J]. 咸培棟,高威. 農(nóng)機(jī)使用與維修. 2018(10)
[8]保護(hù)性耕作機(jī)械化深松土地技術(shù)帶來(lái)的好處[J]. 張兆龍. 時(shí)代農(nóng)機(jī). 2018(09)
[9]含水量和容重對(duì)旱地耕層土壤熱導(dǎo)率的影響及預(yù)測(cè)[J]. 盧奕麗,張猛,劉曉娜,任圖生,王雅婧. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2018(18)
[10]基于仿真與試驗(yàn)分析的高硅鋁合金涂層刀具銑削性能研究[J]. 余宗寧,周利平,江凡,劉小瑩,周曉暉. 工具技術(shù). 2018(08)
碩士論文
[1]果園深松機(jī)底盤典型工況動(dòng)力學(xué)分析與試驗(yàn)[D]. 歐陽(yáng)益斌.中南林業(yè)科技大學(xué) 2018
[2]深松機(jī)具設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D]. 周飛科.中南林業(yè)科技大學(xué) 2018
[3]受迫振動(dòng)深松機(jī)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 張思遠(yuǎn).石河子大學(xué) 2018
[4]果園開溝部件運(yùn)動(dòng)參數(shù)及結(jié)構(gòu)參數(shù)仿真與優(yōu)化研究[D]. 曹中華.西南大學(xué) 2017
[5]基于SPH方法的流體模擬的研究[D]. 范承凱.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[6]垂直于切削方向的振動(dòng)挖掘及其減阻研究[D]. 李金龍.西華大學(xué) 2017
[7]ZGMn13高錳鋼耐磨性與磨削加工硬化機(jī)理的研究[D]. 張燕平.福州大學(xué) 2013
[8]立式螺旋開溝機(jī)工作部件設(shè)計(jì)及優(yōu)化[D]. 薛子萱.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
[9]鉆削高錳鋼ZGMn13鉆頭刃形改進(jìn)研究[D]. 陳志慧.大連交通大學(xué) 2007
本文編號(hào):3220551
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