發(fā)布時(shí)間：2023-02-05 18:05

　　深松技術(shù)作為保護(hù)性耕作的關(guān)鍵技術(shù)得到廣泛應(yīng)用,但深松機(jī)械耕作阻力大、磨損嚴(yán)重、耗能多等問題尚未得到很好的解決。本研究采用逆向工程的思路,借助結(jié)構(gòu)仿生,設(shè)計(jì)了一種新型仿生深松鏟,降低了耕作阻力,其主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:由于夏威夷貝體表受砂石的磨損形式與土壤對(duì)深松鏟的作用形式比較相似,基于這一啟發(fā),本文選取夏威夷貝為仿生原型,通過三維激光掃描獲取貝殼外表面的棱紋結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行深松鏟表面結(jié)構(gòu)的仿生設(shè)計(jì),得到的特征曲面的數(shù)學(xué)擬合方程為:y(28)561.(10)101.sin[(x-668.)?/878.],擬合精度為0.99154。以擬合曲線振幅與半周期的比值為設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行棱紋高度及棱紋與鏟面接觸部分寬度的設(shè)計(jì),結(jié)合深松鏟的幾何參數(shù),將仿生棱紋與“V”形棱紋對(duì)稱軸方向夾角分別設(shè)計(jì)為30°、45°和60°,寬為20mm、30mm和40mm,棱紋個(gè)數(shù)分別為4個(gè)、5個(gè)和6個(gè),共設(shè)計(jì)了14種基于夏威夷貝表面形貌的仿生棱紋深松鏟。為橫向比較仿生棱紋深松鏟的減阻效果,本研究采用離散單元法(DEM)分析深松鏟的耕作過程,從而選出減阻效果最優(yōu)的型號(hào),并分別從宏觀與微觀兩個(gè)角度探究了仿生棱紋深松鏟的減阻機(jī)理。...

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 土壤深松技術(shù)
        1.1.2 仿生深松鏟研究現(xiàn)狀
    1.2 離散單元法簡介
        1.2.1 離散單元法的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 離散單元法在農(nóng)機(jī)部件方面的應(yīng)用
    1.3 研究目的及意義
    1.4 研究方法及技術(shù)路線
        1.4.1 研究方法
        1.4.2 技術(shù)路線
2 仿生深松鏟的設(shè)計(jì)
    2.1 仿生對(duì)象的選取
    2.2 仿生對(duì)象信息的提取及曲線擬合
        2.2.1 仿生對(duì)象信息的提取
        2.2.2 特征截面的曲線擬合
    2.3 仿生深松鏟表面形貌的設(shè)計(jì)
        2.3.1 仿生深松鏟原型的選取
        2.3.2 仿生棱紋結(jié)構(gòu)形式的確定
        2.3.3 仿生棱紋在深松鏟上分布形式的確定
    2.4 小結(jié)
3 土壤物理性能參數(shù)的測(cè)定
    3.1 土壤容重的測(cè)定
    3.2 土壤含水率的測(cè)定
    3.3 土壤堅(jiān)實(shí)度的測(cè)定
    3.4 小結(jié)
4 基于ANSYSWorkbench的深松鏟有限元分析
    4.1 ANSYSWorkbench簡介
    4.2 深松鏟靜力學(xué)分析模型的建立
    4.3 結(jié)果分析
    4.4 小結(jié)
5 基于離散元法的各型號(hào)深松鏟仿真及結(jié)果分析
    5.1 離散單元法求解的基本原理
    5.2 邊界模型的建立與參數(shù)的選取
        5.2.1 邊界模型的建立
        5.2.2 離散元接觸力學(xué)模型
        5.2.3 離散元仿真微觀參數(shù)的選取
    5.3 各型號(hào)深松鏟作業(yè)宏觀仿真對(duì)比分析
        5.3.1 各型號(hào)深松鏟水平阻力的仿真分析與比較
        5.3.2 宏觀仿真效果圖分析與比較
    5.4 三型號(hào)深松鏟微觀仿真及減阻機(jī)理分析
        5.4.1 土壤顆粒微觀受力仿真分析與比較
        5.4.2 橫向土層顆粒微觀仿真分析與比較
        5.4.3 縱向土層顆粒微觀仿真分析與比較
    5.5 小結(jié)
6 深松鏟田間試驗(yàn)
    6.1 試驗(yàn)?zāi)康?br>    6.2 試驗(yàn)方案及設(shè)備
        6.2.1 試驗(yàn)方案
        6.2.2 試驗(yàn)設(shè)備
    6.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析
        6.3.1 水平耕作阻力測(cè)試與比較
        6.3.2 仿真試驗(yàn)與田間試驗(yàn)水平阻力的對(duì)比
        6.3.3 深松后土壤物理性質(zhì)的變化及表面黏附
    6.4 小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文及專利情況



本文編號(hào)：3735436