基于离散元法的芯铧式开沟器试验研究

发布时间：2020-10-09 01:01

　　 开沟器是播种机的关键部件之一,主要作用是开出良好种沟。开沟器的作业质量直接影响播种质量。传统式芯铧式开沟器被广泛地应用于东北垄作地区,但其开沟宽度大、与土壤产生的阻力大限制了它的使用。通过对芯铧式开沟器结构特点的研究,确定了以开沟器宽度d、入土角a、斜面角B、作业速度v、含水率p为其性能的影响因素,用SolidWorks软件建立了一系列不同参数的芯铧式开沟器模型。通过对耕层土壤的物理性质与力学性质的研究,运用离散单元法EDEM)建立耕作土壤模型,运用EDEM对所设计的一系列芯铧式开沟器进行仿真分析得到开沟阻力较小的开沟器,其参数为：入土角为50°,斜面角为55°,宽度为50mmo运用3D打印机进行实体制作,在室内土槽中,进行芯铧式开沟器的性能测试。运用均匀设计法对试验数据进行分析,得到开沟性能与各因素之间的回归方程：上式中x1、x2、x3、x4、x5分别代表试验因素中的开沟器的宽度、入土角、斜面角、速度以及含水率。将最优的开沟器进行田间试验,结果与玻璃土槽及离散元仿真结果对比表明,具有一定的相关性,验证了仿真模型参数选取的正确性。本文应用现代离散元法优化改进了芯铧式开沟器,并利用离散元仿真软件对开沟器的运动学和动力学进行仿真分析,可缩短开沟器设计与改进的时间,减少对物理样机的依赖,降低成本,以满足目前的播种与施肥要求。优化出一组较适合吉林省中部地区的开沟器：验证了离散元法在土壤一机械相互作用研究的可行性,为农业机械设计提供了新的思路。
【学位单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：S223.2
【部分图文】：

可以将其分为两大类：一类是沟器其入土角 α<90°，主要包含：锄角开沟器其入土角 α>90°，主要包括型开沟器等，通常用于免耕播种的开沟 所示），该开沟器主要依靠自身重力及，开沟过程中，开沟器使土壤升起，使开沟后易形成土丘。该开沟器不宜在旱

图 1.1 锄铲式开沟器Fig.1.1 Furrow opener of hoe type 1.2 所示）。这种结构的开沟器的主要业时，会造成抛土现象，使开沟器与土作区域的表层土壤耕整到平整状态，该用，才能使其性能指标达到最佳，并且

图 1.3 芯铧式开沟器Fig.1.3 Furrow opener of core ploughshare 1.4 所示），在一般情况下其入土角和迎面和外加重力作用，压成沟形。该开沟器在田开沟铲组合，应用该开沟器时要求耕作速度播和窄行播、带播。图 1.4 船形铲式开沟器

【参考文献】

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1 蒋明镜;孙渝刚;张伏光;;基于微观力学的胶结岩土材料破损规律离散元模拟[J];岩土力学;2013年07期

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1 狄英凯;滑刀式缺口圆盘开沟器的设计与试验研究[D];吉林大学;2013年

本文编号：2833001