為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,保護東北黑土區(qū)的土地資源,避免水土流失,從20世紀末以來不斷完善提高和全面推廣免耕播種技術(shù)。開溝器是免耕播種機上的關鍵工作部件,傳統(tǒng)開溝器在開溝作業(yè)過程中工作表面常粘附土壤,改變其工作作業(yè)軌跡,導致牽引阻力增大、所開種溝溝型難以達到作業(yè)要求,影響作物的出苗率。通過對雙圓盤開溝器開溝過程的分析,得到其耕作阻力主要由開溝圓盤與土壤的相互作用過程產(chǎn)生,建立開溝圓盤與土壤相互作用模型,將其開溝過程等效為圓盤切削土壤、土壤移動以及土壤與圓盤之間的滑移三個作用過程,并利用經(jīng)典力學公式,分別計算各個過程中開溝圓盤所受到的阻力,最終獲取開溝圓盤的耕作阻力,為仿生耦合開溝圓盤的設計奠定基礎。本論文以免耕播種開溝器作為試驗研究對象,以開溝圓盤作為具體設計優(yōu)化部件,以蜣螂頭部凸包以及穿山甲背部脊狀凸起為仿生原型,對其表面非光滑形態(tài)減阻特性研究分析,構(gòu)建應用于開溝圓盤表面的仿生耦元組合,降低開溝圓盤開溝過程中的耕作阻力,提高節(jié)能效率;運用ANSYS/LS-DYNA軟件模擬仿生耦合開溝圓盤與土壤的相互作用,獲取仿生耦合開溝圓盤與土壤作用時所受的阻力以及能耗;利用正交試驗設計技術(shù),探... 

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

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 免耕播種機開溝器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 免耕播種開溝器的類型及特點
        1.2.2 免耕播種機開溝器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 仿生學及其仿生減阻的應用
    1.4 本論文研究工作的主要內(nèi)容
第二章 開溝圓盤開溝過程力學分析
    2.1 開溝圓盤開溝過程力學模型
        2.1.1 開溝圓盤切削土壤過程產(chǎn)生的力
        2.1.2 土壤位移過程產(chǎn)生的力
        2.1.3 土壤與開溝圓盤之間的滑移阻力
    2.2 開溝圓盤的阻力計算
    2.3 小結(jié)
第三章 開溝圓盤耦合仿生設計及三維建模
    3.1 仿生設計對象的確定
    3.2 仿生耦合開溝圓盤設計
        3.2.1 仿生對象的選取
        3.2.2 仿生耦元參數(shù)選取
        3.2.3 仿生耦元排布及正交試驗設計
    3.3 仿生耦合開溝圓盤三維建模
        3.3.1 SolidWorks 2014 簡介
        3.3.2 仿生耦合開溝圓盤三維模型
    3.4 小結(jié)
第四章 仿生耦合開溝圓盤與土壤作用過程模擬及分析
    4.1 前言
    4.2 ANSYS/LS-DYNA基本算法和主要原理
        4.2.1 ANSYS/LS-DYNA簡介
        4.2.2 接觸算法簡介
    4.3 數(shù)值分析中采用的土壤模型
        4.3.1 土壤本構(gòu)模型
        4.3.2 本論文所采用的土壤本構(gòu)模型及參數(shù)
    4.4 開溝圓盤與土壤有限元模型
        4.4.1 分析流程圖
        4.4.2 有限元模型簡化及導入
    4.5 仿真分析前處理及初始條件設定
        4.5.1 單元類型選擇及材料參數(shù)輸入
        4.5.2 網(wǎng)格劃分
        4.5.3 接觸定義
        4.5.4 設定初始條件及邊界條件
        4.5.5 模型k文件輸出及修改
    4.6 仿生耦合開溝圓盤與土壤作用過程模擬及分析
        4.6.1 開溝過程分析
        4.6.2 仿生耦合開溝圓盤受力分析
        4.6.3 仿真結(jié)果及對比分析
        4.6.4 仿真過程能耗分析
    4.7 小結(jié)
第五章 雙圓盤開溝器耕作阻力土槽試驗研究
    5.1 試驗條件
    5.2 試驗方案的制定
    5.3 試驗所用儀器設備
    5.4 土槽試驗的預處理
        5.4.1 土槽內(nèi)整地及區(qū)塊劃分
        5.4.2 土槽內(nèi)土壤堅實度測試
        5.4.3 土槽內(nèi)土壤含水率測定
        5.4.4 土槽內(nèi)開溝試驗步驟
    5.5 試驗結(jié)果與分析
        5.5.1 開溝器開溝試驗阻力測試結(jié)果
        5.5.2 開溝圓盤阻力分析
        5.5.3 仿生耦合開溝圓盤和普通開溝圓盤耕作阻力對比分析
        5.5.4 仿生耦合開溝圓盤降阻原理分析
    5.6 小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
附錄A
在校期間取得的學術(shù)成果
導師及作者簡介
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3418537