挖拔式木薯塊根收獲機(jī)械是主要的木薯塊根收獲機(jī)械之一,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了一定的研究,取得了一些成果,但目前塊根拔起速度、塊根的生長(zhǎng)情況和土壤的軟硬程度對(duì)塊根的拔斷損失和最大拔起力的影響規(guī)律及最大拔起力與塊根最大有效應(yīng)力的關(guān)系不詳,機(jī)械拔起速度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)缺乏依據(jù)。因此,開(kāi)展木薯塊根拔起收獲質(zhì)量影響因素的研究,對(duì)木薯塊根收獲機(jī)械拔起機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及促進(jìn)挖拔式木薯塊根收獲機(jī)械的發(fā)展具有重要意義。本文采用Lagrange法和SPH法的耦合方法及二次回歸旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)方法,通過(guò)構(gòu)建土壤-塊根-莖稈系統(tǒng)的數(shù)值模擬計(jì)算模型,進(jìn)行塊根拔起數(shù)值模擬試驗(yàn),建立塊根最大有效應(yīng)力、最大拔起力與拔起速度、塊根的生長(zhǎng)情況和土壤的軟硬程度的多因素耦合數(shù)學(xué)模型,研究了各影響因素及交互作用對(duì)塊根最大有效應(yīng)力和最大拔起力的影響規(guī)律,確定了塊根不被拔斷的允許最大拔起力。結(jié)果表明,建立的塊根最大有效應(yīng)力、最大拔起力與各影響因素的多因素耦合數(shù)學(xué)模型精度較高,可用于塊根最大有效應(yīng)力和最大拔起力的影響分析;大的拔起速度分別和小的生長(zhǎng)深度、小的塊根長(zhǎng)度、大的塊根直徑組合,塊根最大有效應(yīng)力最小:小的拔起速度分別和小的生長(zhǎng)深度、小的塊... 

【文章來(lái)源】：廣西大學(xué)廣西壯族自治區(qū) 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－４技術(shù)路線??Ｆｉｇ．?１－４?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏｕｔ??７??

??ＳＰＨ算法，全稱為光滑粒子流體動(dòng)力算法（即Ｓｍｏｏｔｈｅｄ?Ｐａｒｔｉｃｌｅ?Ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ）。??ＰＨ法是一種無(wú)網(wǎng)格拉格朗日（Ｌａｇｒａｎｇｅ）算法，最初應(yīng)用于解決宇宙學(xué)問(wèn)題及天體物??問(wèn)題。隨著理論研究和實(shí)際發(fā)展的需要，ＳＰＨ法逐漸被廣泛運(yùn)用于空氣動(dòng)力學(xué)、流體??力學(xué)、高速侵徹等方面及多類工程物理問(wèn)題上，目前已在結(jié)構(gòu)高速碰撞、高速加載動(dòng)??響應(yīng)的仿真運(yùn)算、水下爆炸數(shù)值模擬及土壤動(dòng)力學(xué)研究等領(lǐng)域得到成功應(yīng)用。ＳＰＨ算??實(shí)質(zhì)上是把一個(gè)連續(xù)體等價(jià)成若干相互作用的微粒，從計(jì)算角度來(lái)看，即將物理流場(chǎng)??具備一定流速的運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)集來(lái)表達(dá)。與有限元分析法相比較，建模時(shí)無(wú)需再劃分有限??網(wǎng)格。由于該算法的無(wú)網(wǎng)格性，不存在網(wǎng)格畸形問(wèn)題，仿真模型處理中對(duì)于因接觸碰??而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)畸變、大變形等各類復(fù)雜問(wèn)題，能在拉格朗日格式下得到有效解決。ＳＰＨ??法的離散化是通過(guò)利用質(zhì)量恒定的運(yùn)動(dòng)點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)或質(zhì)點(diǎn)），在質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)系上固定質(zhì)??，從而離散化［６２＇６４］。圖３－１較直觀地示意了有限元法與無(wú)網(wǎng)格法的區(qū)別。??￣￣——？——ｅ——？————————？??

（ａ）木薯塊根生長(zhǎng)圖?（ｂ）木薯塊根簡(jiǎn)化圖??圖３－３木薯塊根??Ｆｉｇ．?３－３?Ｃａｓｓａｖａ?ｒｏｏｔ??由于木薯與土壤相互作用間的力學(xué)系統(tǒng)復(fù)雜難模擬，故將木薯模型簡(jiǎn)化為對(duì)稱分布??的錐形體，截面為正方形，如圖３－４ａ所示。同時(shí)，按實(shí)際塊根拔起情況，為便于機(jī)構(gòu)拔??起塊根，土表面留有小段莖稈，各模型中莖稈地面部分長(zhǎng)度均取值１００ｍｍ。另外，為??提高計(jì)算精度，所生成的土壤ＳＰＨ粒子也應(yīng)規(guī)則分布，土壤－木薯塊根拔起模型如圖３－４ｂ??所示。??（ａ）木薯１／４簡(jiǎn)化兒何模型?（ｂ）?土壤１／４簡(jiǎn)化兒何模型??圖３－４系統(tǒng)幾何模型??Ｆｉｇ．?３－４?Ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｙｓｔｅｍ??（３）為節(jié)約求解時(shí)間，同時(shí)防止塊根拔起過(guò)程中塊根的大變形延伸至外層土壤有??限元網(wǎng)格，影響計(jì)算精準(zhǔn)性，建模時(shí)應(yīng)保證內(nèi)層土壤有足夠尺寸從而保護(hù)外層土壤不受??影響。故本研究試驗(yàn)設(shè)計(jì)所安排的各模型中土壤尺寸，根據(jù)隨塊根大小、生長(zhǎng)深度的變??化而做適當(dāng)調(diào)整。??本課題研究目的為塊根拔起速度、土壤彈性模量及木薯生長(zhǎng)特性基本參數(shù)等對(duì)性能??指標(biāo)的影響


本文編號(hào)：3234233