挖拔式收獲方式是木薯塊根機械收獲的主要方式,其對各種土壤及塊根的生長情況適應(yīng)性強,塊根不易損傷,功耗小,但該收獲方式的關(guān)鍵是確定較優(yōu)的塊根拔起速度模型,從而提高拔起效率及減少塊根的損失,且目前未見有關(guān)于塊根拔起速度模型的研究報道,因此,對塊根拔起速度模型進行研究和優(yōu)化具有重要意義。本文采用Lagrange和光滑粒子流體動力學方法（Smoothed particle hydrodynamics, SPH）的耦合方法、試驗設(shè)計方法,建立土壤-木薯塊根系統(tǒng)動力學仿真模型和機械塊根拔起速度模型中的系數(shù)與收獲質(zhì)量的數(shù)學模型,反求廣西種植木薯紅粘土的土壤參數(shù),研究了塊根拔起機理和塊根拔起速度模型中的系數(shù)A、B、C、D、E、F對拔起時間、塊根最大有效應(yīng)力、最大拔起力和不干凈度的影響規(guī)律和機理,同時,運用遺傳算法,對系數(shù)A、B、C、D、E、F進行了優(yōu)化,獲得了種植于紅粘土的機械木薯塊根拔起較優(yōu)速度模型。結(jié)果表明,所建的土壤-木薯塊根系統(tǒng)動力學仿真模型精度較高,系數(shù)A、B、C、D、E、F對拔起時間、塊根最大有效應(yīng)力、最大拔起力和剩余土壤相對不干凈度的影響大,速度模型中的系數(shù)較優(yōu)組合為：A=0.056、B... 

【文章來源】：廣西大學廣西壯族自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究意義
    1.2 國內(nèi)、外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容和研究方法
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 技術(shù)路線
        1.3.4 創(chuàng)新點
    1.4 本章小結(jié)
第二章 土壤-木薯塊根動力學仿真模型的建立
    2.1 建模方法的選擇及SPH方法
    2.2 SPH原理
        2.2.1 核估算法
        2.2.2 粒子估算法
    2.3 模型建立
        2.3.1 單元類型的選擇
        2.3.2 材料類型的選擇
        2.3.3 模型的初步建立
        2.3.4 網(wǎng)格劃分及約束
    2.4 本章小結(jié)
第三章 土壤建模材料參數(shù)的反求
    3.1 試驗設(shè)備及場地
    3.2 試驗方法與步驟
    3.3 試驗結(jié)果分析
    3.4 材料參數(shù)的反求及驗證
    3.5 本章小結(jié)
第四章 木薯塊根拔起機理分析
    4.1 木薯拔起過程
    4.2 塊根應(yīng)力變化過程
    4.3 土壤破壞過程
    4.4 本章小結(jié)
第五章 作業(yè)質(zhì)量數(shù)學模型的研究
    5.1 試驗指標和因素的確定
    5.2 試驗設(shè)計方案及結(jié)果
    5.3 數(shù)學模型的建立
    5.4 試驗因素對試驗指標的影響分析
        5.4.1 單因素影響
        5.4.2 交互作用影響
    5.5 試驗因素對拔起速度的影響分析
    5.6 本章小結(jié)
第六章 機械拔起速度模型系數(shù)的優(yōu)化
    6.1 遺傳算法概述
        6.1.1 遺傳算法概念
        6.1.2 遺傳算法流程
    6.2 多目標優(yōu)化問題
        6.2.1 多目標優(yōu)化的概念
        6.2.2 Pareto解
        6.2.3 偏好結(jié)構(gòu)
    6.3 Matlab程序?qū)崿F(xiàn)Gamultiobj函數(shù)
    6.4 試驗?zāi)繕撕瘮?shù)的求解
    6.5 優(yōu)化結(jié)果及分析
        6.5.1 選擇較優(yōu)解集
        6.5.2 優(yōu)化結(jié)果的驗證
    6.6 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻
附錄
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]木薯塊根收獲機械與技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 楊望,楊堅,鄭曉婷,賈豐云.  農(nóng)機化研究. 2012(12)
[2]挖拔式木薯收獲機的研制與樣機試驗(英文)[J]. 廖宇蘭,孫佑攀,劉世豪,陳丹萍,王高平.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2012(S2)
[3]4UM-160型木薯收獲機的研發(fā)應(yīng)用[J]. 莫清貴,黃鳴安.  廣西農(nóng)業(yè)機械化. 2012(03)
[4]影響木薯機械化收獲的生物環(huán)境特性[J]. 陳丹萍,廖宇蘭,王濤,林茂,孫佑攀.  農(nóng)機化研究. 2012(06)
[5]木薯收獲機械的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 陳陽,張燕.  安徽農(nóng)業(yè)科學. 2012(14)
[6]4UMS-1型木薯收獲機的設(shè)計[J]. 孫佑攀,廖宇蘭,陳丹萍.  農(nóng)機化研究. 2012(02)
[7]木薯塊根拔起力的力學模型和數(shù)學模型分析[J]. 楊望,蔡敢為,楊堅,黃亦其.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2011(11)
[8]入土切割對甘蔗切割過程影響的仿真試驗[J]. 楊望,楊堅,劉增漢,梁兆新,莫建霖.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2011(08)
[9]我國木薯加工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 陳麗珍,葉劍秋.  園藝與種苗. 2011(03)
[10]一種新型SPH-FEM耦合算法及其在沖擊動力學問題中的應(yīng)用[J]. 張志春,強洪夫,高巍然.  爆炸與沖擊. 2011(03)

碩士論文
[1]木薯挖掘鏟結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化研究[D]. 王秋羽.廣西大學 2012
[2]動能彈丸侵徹混凝土的數(shù)值模擬研究[D]. 崔偉峰.中國人民解放軍國防科學技術(shù)大學 2003



本文編號：3270542