發(fā)布時(shí)間：2017-12-25 17:11

  本文關(guān)鍵詞：大豆播種機(jī)覆土器仿生優(yōu)化設(shè)計(jì)及其分析　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：精密播種機(jī)由施肥、開(kāi)溝、排種、覆土、鎮(zhèn)壓等多個(gè)工作部件組成,一次完成開(kāi)種槽、施種肥、播種、覆土、鎮(zhèn)壓等多項(xiàng)作業(yè)。覆土器作為重要工作部件,主要功能是將種溝內(nèi)的種子覆蓋嚴(yán)密并達(dá)到覆土量適宜且均勻的目的。隨著大豆栽培技術(shù)的發(fā)展,東北冷涼區(qū)的大豆種植模式以壟上雙行栽培技術(shù)被逐漸推廣。為了適應(yīng)壟上雙行種植技術(shù),需要研制與其相配套的大豆播種機(jī)部件。本文以土壤動(dòng)物仿生學(xué)為參考依據(jù),以完善精密播種機(jī)覆土部件的研究,補(bǔ)足雙行覆土裝置領(lǐng)域的空缺為目標(biāo),根據(jù)不同的覆土性能要求,對(duì)覆土裝置機(jī)理提出創(chuàng)新構(gòu)想,結(jié)合配套大豆精密播種機(jī)的設(shè)計(jì)需要,通過(guò)對(duì)現(xiàn)有覆土器的覆土缺陷分析,提出了破碎式及擠壓式覆土概念。以東方螻蛄趾爪作為仿生源,為設(shè)計(jì)提供參考依據(jù),研究了東方螻蛄前足的主要結(jié)構(gòu)組成,并對(duì)東方螻蛄趾爪的結(jié)構(gòu)尺寸和作用進(jìn)行了提取分析。依據(jù)東方螻蛄趾爪結(jié)構(gòu)參數(shù)及相關(guān)理論經(jīng)驗(yàn)公式,設(shè)計(jì)了破碎式仿生覆土裝置。根據(jù)擠壓式覆土理念及種溝特點(diǎn),設(shè)計(jì)了三圓盤(pán)式覆土器,其特有外擴(kuò)式圓盤(pán)曲率能夠達(dá)到良好的覆土效果,實(shí)現(xiàn)了新型擠壓式覆土器創(chuàng)新。依據(jù)非光滑形態(tài)相關(guān)理論,對(duì)麗步甲蟲(chóng)背部凸起結(jié)構(gòu)進(jìn)行提取,利用麗步甲蟲(chóng)背部凸起輪廓曲線及分布規(guī)律,設(shè)計(jì)了仿生非光滑覆土圓盤(pán),應(yīng)用仿生學(xué)優(yōu)化了擠壓式覆土裝置。利用Ansys及Ls-Dyna軟件對(duì)所設(shè)計(jì)部件進(jìn)行仿真優(yōu)化分析,通過(guò)對(duì)破碎式仿生覆土裝置進(jìn)行仿真分析,較為真實(shí)直觀地模擬了覆土裝置破碎土壤過(guò)程。通過(guò)對(duì)破碎式覆土盤(pán)等效應(yīng)力分析,得出等效應(yīng)力為133.7kPa,大于干硬土塊的抗剪強(qiáng)度,保證了對(duì)干硬土塊的破碎作用。通過(guò)對(duì)擠壓式仿生覆土裝置進(jìn)行仿真分析,模擬了其土槽合攏過(guò)程,其土壤運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)和預(yù)想效果一致。通過(guò)對(duì)仿生擠壓圓盤(pán)與普通擠壓圓盤(pán)應(yīng)力分布分析,從應(yīng)力角度解釋了非光滑表面結(jié)構(gòu)降粘減阻機(jī)理,通過(guò)對(duì)不同尺寸橢圓包凸起結(jié)構(gòu)仿真分析,選出了最優(yōu)凸包尺寸非光滑結(jié)構(gòu)。對(duì)兩種覆土器進(jìn)行了田間試驗(yàn)研究,新型破碎式仿生覆土器完成了覆土功能要求,并具有較強(qiáng)的碎土性以及更濕潤(rùn)的覆蓋土壤,對(duì)種子觸地后位置影響較小。齒形覆土盤(pán),具有碾軋碎土的功效,避免了大土塊存在導(dǎo)致土壤空穴的產(chǎn)生。新型擠壓式仿生覆土器與現(xiàn)有的雙圓盤(pán)式覆土器相比較,解決了現(xiàn)有覆土器覆土過(guò)程中對(duì)土壤擾動(dòng)大,使種子偏離原有位置的覆土缺陷,保證了覆土后種子與濕土充分接觸的生長(zhǎng)環(huán)境,補(bǔ)足了雙行覆土裝置領(lǐng)域的空缺。運(yùn)用典型生物非光滑形態(tài)學(xué)優(yōu)化覆土裝置,達(dá)到了降粘減阻目的,降低了播種過(guò)程中的生產(chǎn)成本。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：S223.2

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本文編號(hào)：1333705