水田船型拖拉机船体结构与工作参数优化试验

发布时间：2023-10-21 11:46

　　我国的水田面积约占全国耕地面积四分之一,其中深泥脚水田面积超过200万hm2,复杂的泥脚条件使传统拖拉机如轮式拖拉机和履带式拖拉机无法很好地工作。利用“浮式工作原理”的船型拖拉机虽然可以避免滑转下陷,适应不同泥脚深度的水田作业,但由于发展不完善,仍然存在滚动阻力大、功率利用率低和行驶直线性差等问题。水田土壤流变特性研究的不足也使船型拖拉机在尚缺乏可靠理论指导的条件下进行生产。因此对水田土壤的流变特性和船型拖拉机进行深入研究,以求改善船型拖拉机的工作性能是十分有必要的。针对国内外船型拖拉机和土壤流变特性的研究现状进行总结分析,在水田土壤力学特性研究和数值仿真分析的基础上,进行水田土壤船型拖拉机结构与工作参数优化和性能试验研究,主要结论如下:(1))测定了来自杭州市富阳区新佳庄村水田用地土壤样品的部分物理特性和力学性质,结果表明,所取土样属于粉砂壤土,初始含水量为15.10%,饱和含水量为51.04%,塑限为22.50%,液限为42.50%,塑性指数为20.00%,内摩擦角为31.0059°,粘聚力为25.879kPa。(2)在ANSYS/LS-DYNA软件环境下运用流固耦合算法,模拟了水...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题研究目的及意义
    1.2 国内外研究动态
        1.2.1 船型拖拉机相关研究现状
        1.2.2 水田土壤流变特性研究现状
    1.3 课题来源及主要研究内容
2 水田土壤力学特性研究
    2.1 水田土壤物理特性测定
        2.1.1 土样采集
        2.1.2 土壤质地(颗粒组成)测定
        2.1.3 土壤初始含水量的测定
        2.1.4 土壤饱和含水量的测定
        2.1.5 土壤液塑限的联合测定
    2.2 水田土壤直接剪切试验
        2.2.1 试验装置与材料
        2.2.2 试验方法
        2.2.3 结果计算
        2.2.4 试验结果及分析
    2.3 小结
3 水田船型拖拉机船型参数对滑行阻力影响的有限元分析及验证
    3.1 船型拖拉机船体物理模型及其有限元模型建立
        3.1.1 船体物理模型建立
        3.1.2 船体有限元模型
    3.2 土壤-水-空气分层耦合有限元模型
        3.2.1 土壤仿真材料选择与参数设定
        3.2.2 空气层和水层仿真材料选择与参数设定
        3.2.3 土壤-水-空气分层耦合有限元模型
    3.3 船体模型与土壤-水-空气耦合仿真
    3.4 仿真试验及结果
        3.4.1 试验因素确定
        3.4.2 试验指标确定
        3.4.3 仿真试验设计
        3.4.4 仿真试验结果
    3.5 仿真试验结果分析
        3.5.1 流场及应力场分析
        3.5.2 试验指标数学模型的建立
        3.5.3 单因素影响效应分析
        3.5.4 双因素影响效应分析
    3.6 参数优化与仿真试验验证
        3.6.1 船型拖拉机参数优化
        3.6.2 滑行阻力与下陷深度试验验证
    3.7 小结
4 水田船型拖拉机结构与工作参数对滑行阻力及下陷深度影响试验
    4.1 水田船体模型牵引试验台
        4.1.1 船体模型设计
        4.1.2 牵引检测系统
        4.1.3 试验台工作步骤
    4.2 船型拖拉机结构与工作参数对前进阻力及下陷深度影响的正交试验
        4.2.1 试验材料
        4.2.2 试验因素确定
        4.2.3 试验指标及其测定
        4.2.4 试验方案
        4.2.5 试验结果与分析
    4.3 小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士期间主要研究成果



本文编号：3855771