分层深松对土壤扰动影响的仿真与试验

发布时间：2021-01-25 05:01

　　分层深松可以促进深层土壤的熟化,调节土壤水、肥、气三相比,最终达到蓄水保墒的效果。目前分层深松铲的前后铲距、分层高度的选取多依靠经验,并无标准确定方法。为此,本文综合利用高速摄影技术、数字化土槽试验、离散元法和响应面法,研究了分层深松的关键结构参数对土壤微、宏观扰动行为的影响,为分层深松机结构参数的选取提供决策依据。（1）土壤参数测定与边界模型构建。为建立准确的离散元仿真模型,采用筛分法、环刀法、烘干法和快剪法等,依次对其土质、密度、含水率、紧实度以及抗剪强度进行测定,构建了不同结构参数时分层深松铲仿真模型。（2）基于离散元法的分层深松铲前后铲距对土壤扰动行为的影响研究。综合应用土槽试验与离散元方法,分析了分层深松铲的前后铲距对土壤扰动行为的影响。结果表明:当前后铲距增加时,土壤蓬松度和扰动系数呈现先增大后减小的趋势;分层深松铲的前后铲距直接影响耕作时不同深度土壤在不同方向的位移;土壤膨松度、土壤扰动系数、耕作阻力和耕作比阻的试验值和仿真值的平均误差分别为12.41%、13.61%、13.84%和3.34%,表明离散元仿真能够较为准确的模拟深松土壤的扰动过程。（3）基于离散元法的分层深... 

【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要参数对照表
第一章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 国内外研究现状及存在问题
        1.2.1 深松部件与土壤相互作用关系的研究进展
        1.2.2 离散元方法在机械与土壤动态行为方面的研究进展
    1.3 研究内容
    1.4 技术路线
第二章 土壤物理参数测定与边界模型构建
    2.1 土壤物理参数的测定
        2.1.1 土质试验
        2.1.2 土壤密度测定
        2.1.3 土壤含水率测定
        2.1.4 土壤紧实度测定
        2.1.5 土壤直剪切试验
    2.2 深松铲模型
    2.3 土壤颗粒模型
    2.4 耕作模型的建立
    2.5 本章小结
第三章 分层深松铲前后铲距对土壤扰动影响的仿真与试验
    3.1 室内土槽试验
        3.1.1 试验材料
        3.1.2 试验过程
    3.2 离散元仿真过程
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 土壤扰动微观过程分析
        3.3.2 土壤扰动量的微观分析
        3.3.3 土壤微观运动对比分析
        3.3.4 土壤扰动效果分析
    3.4 本章小结
第四章 分层深松铲分层高度对土壤扰动影响的仿真与试验
    4.1 室内土槽试验
        4.1.1 试验材料
        4.1.2 试验过程
    4.2 离散元仿真过程
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 土壤扰动量的微观分析
        4.3.2 土壤微观运动对比分析
        4.3.3 土壤扰动效果分析
    4.4 本章小结
第五章 分层深松铲布置参数的优化
    5.1 室内土槽试验
        5.1.1 试验材料
        5.1.2 试验过程
    5.2 离散元仿真过程
        5.2.1 试验因素编码
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 试验结果
        5.3.2 试验结果方差分析
        5.3.3 试验结果响应面分析
        5.3.4 分层深松过程的验证试验
        5.3.5 分层深松铲布置参数优化与验证试验
        5.3.6 分层深松和单铲深松作业对比研究
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]深松铲不同翼铲安装高度时土壤扰动行为仿真与试验[J]. 王学振,岳斌,高喜杰,郑智旗,朱瑞祥,黄玉祥.  农业机械学报. 2018(10)
[2]深松深度对土壤扰动影响的仿真与试验研究[J]. 李伟,张帅磊,黄玉祥,朱瑞祥.  农机化研究. 2017(11)
[3]深松铲铲尖对土壤扰动过程及效果的试验与分析[J]. 杭程光,黄玉祥,高喜杰,李伟,朱瑞祥.  干旱地区农业研究. 2017(03)
[4]基于土壤扰动与牵引阻力的深松铲结构参数优化[J]. 刘俊安,王晓燕,李洪文,何进,王庆杰,李问盈.  农业机械学报. 2017(02)
[5]湿粘水稻土深松过程离散元分析[J]. 丁启朔,任骏,BELAL Eisa Adam,赵吉坤,葛双洋,李杨.  农业机械学报. 2017(03)
[6]水稻土深松阻力与土壤扰动效果研究[J]. 丁启朔,葛双洋,任骏,李毅念,何瑞银.  农业机械学报. 2017(01)
[7]深松铲入土角对土壤硬度变化影响的试验研究[J]. 杭程光,张鹏鹏,李伟,黄玉祥,朱瑞祥.  中国农机化学报. 2016(11)
[8]铲距对深松铲表面应力及其分布状态的影响[J]. 杭程光,苑梦婵,高喜杰,黄玉祥,朱瑞祥.  中国农机化学报. 2016(10)
[9]深松耕作阻力的影响因素分析与减阻策略[J]. 杭程光,黄玉祥,李伟,朱瑞祥.  西北农林科技大学学报(自然科学版). 2016(11)
[10]黄淮海北部农田犁底层现状及其特征[J]. 翟振,李玉义,逄焕成,王婧,张莉,董国豪,郭建军,郭智慧.  中国农业科学. 2016(12)

博士论文
[1]基于离散元法的深松铲减阻及耕作效果研究[D]. 李博.西北农林科技大学 2016



本文编号：2998620