山地果園開溝施有機肥是果園農(nóng)藝管理的重要環(huán)節(jié),其中完成開挖溝渠是開溝施有機肥的先決條件。我國已有的開溝機普遍存在開溝功耗大,開溝作業(yè)質(zhì)量不穩(wěn)定,易損件壽命短,地質(zhì)環(huán)境適應(yīng)性差的問題。開溝刀具是開溝機最關(guān)鍵的零部件,與開溝機的整體性能密切相關(guān),開溝機存在的絕大多數(shù)問題都是由開溝刀具導(dǎo)致的。由于開溝刀具與土壤直接接觸并傳遞扭矩產(chǎn)生切削作用,因此對開溝刀具的結(jié)構(gòu)強度、疲勞強度、耐沖擊性能、耐磨損性能和耐腐蝕性能等要求較高。特別是我國山地果園地域分布廣泛,導(dǎo)致土壤等作業(yè)對象的特性差異較大,使得開溝刀具的適應(yīng)性受到大幅限制,給開溝刀具的性能提出更高要求,也給開溝刀具設(shè)計帶來了極大困難。目前開溝機的開溝刀具無法滿足較高開溝作業(yè)質(zhì)量的要求,主要存在一下問題:刀具材質(zhì)較差和結(jié)構(gòu)強度不足,造成破損和磨損嚴重;刀具切削阻力較大,消耗了大量功耗;刀具的適應(yīng)性較差,地質(zhì)環(huán)境發(fā)生變化時,開溝作業(yè)質(zhì)量嚴重下降,甚至無法作業(yè)。針對課題組研制的山地果園螺旋開溝機,設(shè)計了開溝刀具;通過模擬仿真試驗和果園試驗相結(jié)合的方法對開溝刀具的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了優(yōu)化改進。以減阻耐磨為目標,進行了仿生開溝刀的設(shè)計和金屬強化處理工藝的對比,...

【文章頁數(shù)】：154 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究問題由來
    1.2 國內(nèi)外農(nóng)業(yè)開溝機械開溝刀具研究現(xiàn)狀
        1.2.1 農(nóng)業(yè)開溝機械機型簡介
        1.2.2 開溝刀具數(shù)值模擬研究
        1.2.3 開溝刀具仿生學研究
        1.2.4 開溝刀具材料及處理工藝研究
    1.3 研究目的與內(nèi)容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究內(nèi)容
        1.3.3 擬解決關(guān)鍵問題
        1.3.4 研究方法與技術(shù)路線
第二章 山地果園地質(zhì)環(huán)境
    2.1 引言
    2.2 山地果園根系條件
    2.3 山地果園土壤條件
        2.3.1 土壤物理特性測定
        2.3.2 土壤力學特性測定
    2.4 山地果園巖石條件
    2.5 本章小結(jié)
第三章 開溝刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計與試驗
    3.1 引言
    3.2 山地果園螺旋開溝機總體結(jié)構(gòu)與工作原理
        3.2.1 開溝機總體結(jié)構(gòu)
        3.2.2 開溝部件總體結(jié)構(gòu)
        3.2.3 螺旋葉片結(jié)構(gòu)與開溝刀具裝配關(guān)系
    3.3 開溝刀片設(shè)計
        3.3.1 土壤切削理論
        3.3.2 土體的極限平衡理論
        3.3.3 開溝刀片運動學
        3.3.4 開溝刀片動力學
        3.3.5 土壤動力學
        3.3.6 土壤運動學
        3.3.7 直刃刀、曲刃刀與齒形刀結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.4 入土刀片設(shè)計
    3.5 直刃刀、曲刃刀與齒形刀果園試驗
        3.5.1 試驗條件與方法
        3.5.2 試驗設(shè)計
        3.5.3 試驗結(jié)果與分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 基于離散元模擬仿真模型的齒形刀結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 離散元模擬仿真模型參數(shù)標定
        4.2.1 試驗設(shè)計
        4.2.2 試驗結(jié)果與分析
    4.3 齒形開溝刀結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化
        4.3.1 試驗設(shè)計
        4.3.2 試驗結(jié)果與分析
    4.4 開溝作業(yè)參數(shù)對開溝功耗的影響
        4.4.1 試驗設(shè)計
        4.4.2 試驗結(jié)果與分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 仿生開溝刀設(shè)計與試驗
    5.1 引言
    5.2 鼴鼠挖掘土壤行為學概述
    5.3 仿生開溝刀設(shè)計
        5.3.1 仿生對象獲取與預(yù)處理
        5.3.2 鼴鼠爪趾3維結(jié)構(gòu)特征獲取
        5.3.3 仿生開溝刀逆向工程建模與制造
    5.4 仿生開溝刀性能分析
        5.4.1 仿生開溝刀仿真分析
        5.4.2 單個仿生刀齒臺架試驗
        5.4.3 仿生開溝刀果園試驗
    5.5 本章小結(jié)
第六章 仿生開溝刀耐磨處理性能分析
    6.1 引言
    6.2 仿生開溝刀耐磨處理工藝
    6.3 仿生開溝刀臺架磨損試驗
        6.3.1 試驗條件
        6.3.2 試驗結(jié)果
        6.3.3 顯微組織分析
        6.3.4 顯微硬度分析
        6.3.5 摩擦系數(shù)分析
    6.4 果園試驗
    6.5 本章小結(jié)
第七章 硬質(zhì)合金開溝刀設(shè)計
    7.1 引言
    7.2 硬質(zhì)合金開溝刀與堆焊方式設(shè)計
        7.2.1 硬質(zhì)合金開溝刀設(shè)計
        7.2.2 5種堆焊方式設(shè)計
    7.3 硬質(zhì)合金刀臺架試驗
        7.3.1 試驗設(shè)計
        7.3.2 試驗結(jié)果與分析
    7.4 5種堆焊方式臺架試驗
        7.4.1 試驗設(shè)計
        7.4.2 試驗結(jié)果與分析
    7.5 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 創(chuàng)新點
    8.3 展望
參考文獻
附錄A:課題來源
附錄B:注釋說明
附錄C:攻讀博士學位期間科研成果
致謝



本文編號：3843343