森林防火开沟器的设计及性能分析

发布时间：2021-05-23 11:40

　　当发生森林火灾时,为防止火灾扩大蔓延和方便灭火救援,在森林之间、森林与村庄、学校、工厂等之间设置防火隔离带,这时就需要有专门的机具来进行耕翻作业。本课题是基于多功能森林消防车不仅能提供各种高效的灭火功能,而且可以开辟森林防火带的设计思想,研究开发与多功能消防车配套的、能够在火情紧急时快速开辟森林防火线的森林防火开沟器。通过查阅国内外研究,设计出两款开沟器样机,分别为缺口圆盘耙开沟器和铧式犁开沟器,其中刀片部分初步是借鉴农业设计经验。对两款开沟器刀片进行静力学分析和开沟试验后,得到两款刀片满足一定强度与刚度,满足作业要求,随后对两款开沟器进行开沟试验比较,最终选择铧式犁开沟器作为森林消防用开设防火线的开沟器。铧式犁开沟器采用三个铧式犁组成开沟器刀片组,单个铧式犁设计耕深200mm,设计耕宽250mm,对铧式犁进行了基于Pro/Engineer的曲面设计;设计了上、中、下三个悬架,其中上悬架与消防车固接,起到支撑作用,同时还在中间悬架与下悬架之间设计了两个弹簧,目的是当刀片部分遇上坚固物体时,可以实现回弹的作用;设计了液压缸及液压回路。对铧式犁开沟器的刀片进行优化,设计出一款适用于林地防火... 

【文章来源】：南京林业大学江苏省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外开沟装备研究现状
        1.2.1 国内外开沟装备概况
        1.2.2 开沟装置的研究方法现状
        1.2.3 有限元分析在开沟装置中的应用
    1.3 课题来源与主要研究内容
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 主要研究内容
    1.4 本章小结
第二章 森林防火开沟器整机设计
    2.1 森林防火开沟器的设计要求
        2.1.1 结构与功能要求
        2.1.2 主要技术指标
    2.2 缺.圆盘耙开沟器整机设计
        2.2.1 上悬架的设计
        2.2.2 下悬架的设计
        2.2.3 缺.圆盘耙的设计
    2.3 铧式犁开沟器整机设计
        2.3.1 下悬架的设计
        2.3.2 中间悬架的设计
        2.3.3 铧式犁的设计
        2.3.4 液压回路的设计与液压缸的设计
    2.4 本章小结
第三章 森林防火开沟器刀片静力学分析及试验
    3.1 建立三维实体模型
    3.2 两款刀片静力学分析
        3.2.1 静力学分析的理论基础及分析步骤
        3.2.2 定义刀片部分材料库
        3.2.3 定义接触类型及求解器选择
        3.2.4 划分网格
        3.2.5 定义载荷和约束
        3.2.6 静力学分析结果
    3.3 两款森林防火开沟器试验比较
        3.3.1 缺.圆盘耙开沟器试验效果
        3.3.2 铧式犁开沟器试验效果
    3.4 本章小结
第四章 防火犁优化及翻垄理论分析
    4.1 防火犁的优化
    4.2 防火犁受力分析
        4.2.1 阻力的由来
        4.2.2 阻力的性质
    4.3 防火犁的翻垄原理
    4.4 本章小结
第五章 防火犁切削土壤动力学仿真分析
    5.1 土壤的特性分析
        5.1.1 土壤的组成
        5.1.2 土壤的本构理论
        5.1.3 土壤本构模型
        5.1.4 MAT147(MAT_FHWA_SOIL)模型参数介绍及取值
    5.2 刀片动力学分析
        5.2.1 动力学分析的理论基础及分析步骤
        5.2.2 有限元模型前期处理
        5.2.3 有限元模型的加载
        5.2.4 求解控制设置并求解
        5.2.5 动力学分析结果
    5.3 本章小结
第六章 森林防火开沟器的试验研究
    6.1 试验目的
    6.2 开沟器牵引阻力试验
    6.3 开沟器性能试验
        6.3.1 开沟的稳定性
        6.3.2 杂草覆盖率
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 本文主要研究内容和结论
    7.2 本文主要创新点
    7.3 进一步研究建议
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文



本文编号：3202454