基于SPH法的林地深松刀具阻力特性研究
发布时间：2021-06-09 12:08
为解决对南方经济林深松时刀具阻力大的问题,在课题组研发的油茶林深松机基础上,开展深松刀设计及结构改进,并研究其阻力特性。由于深松刀是直接作用于土壤的部件,故林地深松刀具的设计显得尤为重要,且刀具运动参数和结构参数的取值都将直接影响深松阻力大小及深松作业效果的好坏。本文通过对林地深松刀具的参数确定、深松过程的阻力特性分析计算、深松过程的动力学仿真、拟合仿真数据开展刀具优化,最后实地试验验证仿真可靠及优化效果良好,研制一款适应于林地深松的刀具,满足经济林深松抚育的需求,主要研究内容如下:（1）根据经济林深松抚育园艺要求,确定深松刀具的运动参数和结构参数;针对刀具结构参数,分析验证运动参数中的旋转速度是否满足土粒升运的要求;构建深松过程中刀具阻力特性数学模型,分析影响深松阻力的主要因素。（2）基于SPH法开展林地深松刀具深松过程的动力学仿真,研究刀具在不同旋速比、切削角、刃角情况下的深松阻力,获取最佳运动参数与结构参数组合,并分析此参数组合下的深松阻力。（3）基于SPSS对3×3的9组仿真阻力数值进行方程拟合,分析方程及参数的显著性,通过分析深松过程的阻力特性,得到林地深松刀具各参数的约束条...
【文章来源】：中南林业科技大学湖南省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
约翰一迪尔深松机具Figl.lJohnDeere氏叩100，cmachine
是格林－格尔贝松公司生产的深松机具，意大利的ＮＡＲＤＩ深松机具如图１．?３所示，??Ｇａｌｍａｘ深松机具如图１．?４所不。??西欧及美国等发达国家的大马力拖拉机功率可达３６０ＫＷ，由丁拖拉机功率之??大，故耕地机械多为能够一次完成多项作业如灭茬、浅松、深松、合墒、碎土镇??压等的联合整地机，其中图１．５所示为最具代表性的贝松联合整地机，其工作幅??宽可达７ｍ以上，该整地机可减少作业次数，缩短深松作业周期、减少能耗、节??约人工、争取农时，同时对土壤进行深松也有利于保持土壤的水分和湿度，进时??达到增产及稳产农作物的目的。??近些年，国外提倡一种垂直松土，即通过垂直深松的方式，提高土壤的保水??保墒的能力，增加土壤中有机质的含量，促进作物更好的生长发育。垂直深松是??—种类似于保护性耕作的松土方式，与翻松不同，垂直深松不使土壤翻转，保护??土壤表面残留物的基础上进行深松作业。??由此可阽，部分发达国家对深松机具的研究开始较早且己比较完善，但由于??国外深松机具配套拖拉机马力较大，不符合我国国情，故需要结合我国土壤及经??济林农艺要求生产出适合我国国情的深松机具。??
Ｆｉｇｌ．５?Ｂｅｓｓｏｎ?ｃｏｍｂｉｎｅ??与国外相比，２０世纪６０年代我国才认识到深松技术重要性，对机械化深松??技术开始研究，研宄在科研院所中率先开展，目前我国主要有如下单位进行深松??机具的研究：中国农业大学，黑龙江省水利科学院，中南林业科技大学等。设计??并制造了多种不同的深松机具，并且通过实地试验得到一系列结论，不断去优化??改进深松机具。目前已通过试验并投入实际生产中，取得了良好的效果，与此同??时也积极引进国外先进的设计加以改造以适应我国深松的国情，并进行推广，促??进机械化发展进度。??我国深松机具虽型号较多，但大致可以分为以下四大类：振动式深松机具、??全方位深松机具、间隔式深松机具和浅翻深松机具，在这四大类中，振动深松机??具占比最小为９％，有受迫振动（５７％）和强迫振动（４３％）两种，间隔深松机具??占比最大为８１％，有直立柱（９４％）和曲面铲柱（６％）两种，如图１．６所示。??间隔式深松机具占据较大的比重，中小型尺寸，符合我国中小型农业生产的??现状，但该深松机具适用性低，结构单一且深松阻力较大，往往是针对特定区域??使用，加工工艺落后且可调节性差，故难以大范围推广使用。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]错位布置深松铲距对土壤扰动和耕作阻力的影响[J]. 张帅磊,王学振,姚毓香,朱瑞祥,黄玉祥. 农机化研究. 2019(10)
[2]机械化深松作业仍需大力推进[J]. 张佩,孙曙光,李金磊. 农业装备技术. 2018(06)
[3]农业机械化深松整地增产技术研究[J]. 张惠军. 南方农机. 2018(22)
[4]深松铲尖耕作应力的有限元分析及田间磨损验证[J]. 郭建永,李庆达,胡军,沙龙,于海洋. 河北农业大学学报. 2018(06)
[5]机械深松对土壤容重和机械组成的影响[J]. 顾鑫,任翠梅,王丽娜,杨丽,姚雪,齐国超,韩冰,刘洋. 黑龙江农业科学. 2018(11)
[6]深松铲型式对深松作业的影响[J]. 陈伟,朱继平,陈小兵,袁栋,姚克恒,刘正刚,丁艳,夏敏,张晓. 江苏农业科学. 2018(20)
[7]振动深松机的作业优势及原理分析[J]. 咸培栋,高威. 农机使用与维修. 2018(10)
[8]保护性耕作机械化深松土地技术带来的好处[J]. 张兆龙. 时代农机. 2018(09)
[9]含水量和容重对旱地耕层土壤热导率的影响及预测[J]. 卢奕丽,张猛,刘晓娜,任图生,王雅婧. 农业工程学报. 2018(18)
[10]基于仿真与试验分析的高硅铝合金涂层刀具铣削性能研究[J]. 余宗宁,周利平,江凡,刘小莹,周晓晖. 工具技术. 2018(08)
硕士论文
[1]果园深松机底盘典型工况动力学分析与试验[D]. 欧阳益斌.中南林业科技大学 2018
[2]深松机具设计与试验研究[D]. 周飞科.中南林业科技大学 2018
[3]受迫振动深松机的设计与研究[D]. 张思远.石河子大学 2018
[4]果园开沟部件运动参数及结构参数仿真与优化研究[D]. 曹中华.西南大学 2017
[5]基于SPH方法的流体模拟的研究[D]. 范承凯.合肥工业大学 2017
[6]垂直于切削方向的振动挖掘及其减阻研究[D]. 李金龙.西华大学 2017
[7]ZGMn13高锰钢耐磨性与磨削加工硬化机理的研究[D]. 张燕平.福州大学 2013
[8]立式螺旋开沟机工作部件设计及优化[D]. 薛子萱.西北农林科技大学 2011
[9]钻削高锰钢ZGMn13钻头刃形改进研究[D]. 陈志慧.大连交通大学 2007
本文编号：3220551
【文章来源】：中南林业科技大学湖南省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
约翰一迪尔深松机具Figl.lJohnDeere氏叩100，cmachine
是格林－格尔贝松公司生产的深松机具，意大利的ＮＡＲＤＩ深松机具如图１．?３所示，??Ｇａｌｍａｘ深松机具如图１．?４所不。??西欧及美国等发达国家的大马力拖拉机功率可达３６０ＫＷ，由丁拖拉机功率之??大，故耕地机械多为能够一次完成多项作业如灭茬、浅松、深松、合墒、碎土镇??压等的联合整地机，其中图１．５所示为最具代表性的贝松联合整地机，其工作幅??宽可达７ｍ以上，该整地机可减少作业次数，缩短深松作业周期、减少能耗、节??约人工、争取农时，同时对土壤进行深松也有利于保持土壤的水分和湿度，进时??达到增产及稳产农作物的目的。??近些年，国外提倡一种垂直松土，即通过垂直深松的方式，提高土壤的保水??保墒的能力，增加土壤中有机质的含量，促进作物更好的生长发育。垂直深松是??—种类似于保护性耕作的松土方式，与翻松不同，垂直深松不使土壤翻转，保护??土壤表面残留物的基础上进行深松作业。??由此可阽，部分发达国家对深松机具的研究开始较早且己比较完善，但由于??国外深松机具配套拖拉机马力较大，不符合我国国情，故需要结合我国土壤及经??济林农艺要求生产出适合我国国情的深松机具。??
Ｆｉｇｌ．５?Ｂｅｓｓｏｎ?ｃｏｍｂｉｎｅ??与国外相比，２０世纪６０年代我国才认识到深松技术重要性，对机械化深松??技术开始研究，研宄在科研院所中率先开展，目前我国主要有如下单位进行深松??机具的研究：中国农业大学，黑龙江省水利科学院，中南林业科技大学等。设计??并制造了多种不同的深松机具，并且通过实地试验得到一系列结论，不断去优化??改进深松机具。目前已通过试验并投入实际生产中，取得了良好的效果，与此同??时也积极引进国外先进的设计加以改造以适应我国深松的国情，并进行推广，促??进机械化发展进度。??我国深松机具虽型号较多，但大致可以分为以下四大类：振动式深松机具、??全方位深松机具、间隔式深松机具和浅翻深松机具，在这四大类中，振动深松机??具占比最小为９％，有受迫振动（５７％）和强迫振动（４３％）两种，间隔深松机具??占比最大为８１％，有直立柱（９４％）和曲面铲柱（６％）两种，如图１．６所示。??间隔式深松机具占据较大的比重，中小型尺寸，符合我国中小型农业生产的??现状，但该深松机具适用性低，结构单一且深松阻力较大，往往是针对特定区域??使用，加工工艺落后且可调节性差，故难以大范围推广使用。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]错位布置深松铲距对土壤扰动和耕作阻力的影响[J]. 张帅磊,王学振,姚毓香,朱瑞祥,黄玉祥. 农机化研究. 2019(10)
[2]机械化深松作业仍需大力推进[J]. 张佩,孙曙光,李金磊. 农业装备技术. 2018(06)
[3]农业机械化深松整地增产技术研究[J]. 张惠军. 南方农机. 2018(22)
[4]深松铲尖耕作应力的有限元分析及田间磨损验证[J]. 郭建永,李庆达,胡军,沙龙,于海洋. 河北农业大学学报. 2018(06)
[5]机械深松对土壤容重和机械组成的影响[J]. 顾鑫,任翠梅,王丽娜,杨丽,姚雪,齐国超,韩冰,刘洋. 黑龙江农业科学. 2018(11)
[6]深松铲型式对深松作业的影响[J]. 陈伟,朱继平,陈小兵,袁栋,姚克恒,刘正刚,丁艳,夏敏,张晓. 江苏农业科学. 2018(20)
[7]振动深松机的作业优势及原理分析[J]. 咸培栋,高威. 农机使用与维修. 2018(10)
[8]保护性耕作机械化深松土地技术带来的好处[J]. 张兆龙. 时代农机. 2018(09)
[9]含水量和容重对旱地耕层土壤热导率的影响及预测[J]. 卢奕丽,张猛,刘晓娜,任图生,王雅婧. 农业工程学报. 2018(18)
[10]基于仿真与试验分析的高硅铝合金涂层刀具铣削性能研究[J]. 余宗宁,周利平,江凡,刘小莹,周晓晖. 工具技术. 2018(08)
硕士论文
[1]果园深松机底盘典型工况动力学分析与试验[D]. 欧阳益斌.中南林业科技大学 2018
[2]深松机具设计与试验研究[D]. 周飞科.中南林业科技大学 2018
[3]受迫振动深松机的设计与研究[D]. 张思远.石河子大学 2018
[4]果园开沟部件运动参数及结构参数仿真与优化研究[D]. 曹中华.西南大学 2017
[5]基于SPH方法的流体模拟的研究[D]. 范承凯.合肥工业大学 2017
[6]垂直于切削方向的振动挖掘及其减阻研究[D]. 李金龙.西华大学 2017
[7]ZGMn13高锰钢耐磨性与磨削加工硬化机理的研究[D]. 张燕平.福州大学 2013
[8]立式螺旋开沟机工作部件设计及优化[D]. 薛子萱.西北农林科技大学 2011
[9]钻削高锰钢ZGMn13钻头刃形改进研究[D]. 陈志慧.大连交通大学 2007
本文编号：3220551
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nygclw/3220551.html
