斜置式扎穴机构喷肥针—土壤耦合机理分析及动力学试验研究

发布时间：2021-05-11 01:36

　　液态肥深施是一项通过深施型液态施肥机具将液态肥料深施至作物根系附近土壤层内的施肥技术,可有效提高作物对肥料的吸收效率,提高粮食产量与品质,减少因肥料挥发造成的环境污染等问题,符合国家发展可持续生态农业的战略目标。斜置式扎穴机构是施肥机具的核心关键部件,在完成扎穴深施液肥农艺作业的同时,需保证较小划痕穴口与作物机械损伤。通过田间作业应用可知,在作业过程中由于土壤与斜置式扎穴机构间相互作用,易对喷肥针尖轨迹及姿态产生波动,造成机具整体振动影响作业质量与效率。针对上述问题,本研究以斜置式扎穴机构为载体,重点探究其与土壤间耦合作业机理,建立扎穴过程动力学模型,运用ANSYS/LS-DYNA软件进行其执行部件喷肥针与土壤间的虚拟仿真耦合研究,分析常规工况喷肥针扎穴过程中土壤扰动情况、应力变化规律及穴体形成因素等。在此基础上,自主搭建斜置式扎穴机构动力学台架,开展动力学优化试验研究,分析各因素对机构力学及作业质量的影响规律,获得最优工作参数组合,以期为斜置式扎穴机构的优化设计提供新方法与新思路。主要研究内容如下:（1）斜置式扎穴机构力学分析以斜置式扎穴机构为研究载体,阐述其作业原理与农艺要求,进行... 

【文章来源】：东北农业大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
英文摘要
1 引言
    1.1 研究目的与意义
    1.2 扎穴机构研究现状
    1.3 有限元法触土部件—土壤作用仿真的国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 研究内容及技术路线
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 技术路线
2 斜置式扎穴机构力学分析
    2.1 斜置式扎穴机构设计方法
    2.2 斜置式扎穴机构工作原理
    2.3 斜置式扎穴机构力学分析
        2.3.1 太阳轮力学分析
        2.3.2 中间轮力学分析
        2.3.3 行星架力学分析
        2.3.4 行星轮力学分析
    2.4 小结
3 基于ANSYS/LS-DYNA的土壤耦合理论与参数设定
    3.1 基于ANSYS/LS-DYNA的显示动力学分析方法
        3.1.1 ANSYS/LS-DYNA简介
        3.1.2 显式时间积分算法
        3.1.3 沙漏及其控制
        3.1.4 动态接触算法
    3.2 土壤材料参数设置
        3.2.1 土壤的组成
        3.2.2 土壤的力学性质
        3.2.3 土壤的屈服准则
        3.2.4 土壤材料参数设置
    3.3 喷肥针参数设置
    3.4 小结
4 喷肥针—土壤数值模拟仿真与耦合作用分析
    4.1 仿真流程
        4.1.1 仿真模型建立
        4.1.2 加载及求解设置
        4.1.4 K文件输出及修改
    4.2 喷肥针—土壤耦合机理分析
        4.2.1 喷肥针—土壤耦合作用过程
        4.2.2 参数变化对作用过程影响
    4.3 小结
5 斜置式扎穴机构动力学试验研究
    5.1 动力学测试系统设计
    5.2 动力学试验
    5.3 试验结果与分析
        5.3.1 受力曲线对比分析
        5.3.2 单因素试验
        5.3.3 正交试验
    5.4 小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文



本文编号：3180459