基于离散元与多体动力学的微耕机旋耕刀轴负荷分析

发布时间：2021-06-11 12:15

　　旋耕部件是微耕机的核心部件,其耕作性能的优劣直接影响微耕机的耕作效率和作业质量。以重庆地区典型的旋耕刀辊和土壤为对象,基于离散元和多体动力学理论,设定前进速度为0.2 m·s^-1,转速为110 r·min^-1,耕深为150和200 mm,采用非线性粘弹性塑性接触模型,在EDEM和Recurdyn软件平台上实现了刀辊耕作过程的模拟分析;同时,依托已有的土槽试验平台,测试了相同工况下刀轴的等效扭矩。模拟与试验的对比分析结果表明:同一刀轴上不同刀盘的扭矩变化规律相似,但数值并不一致,整个刀轴所受的等效扭矩不能简单地理解为单个刀盘所受扭矩与刀盘数的乘积;耕作深度为150、200 mm时刀轴等效扭矩的变化规律一致,模拟值与试验值的最大相对误差分别为14.01%、11.49%。研究结果可为探讨旋耕刀与土壤的相互作用,优化微耕机作业性能提供参考。 

【文章来源】：中国农业科技导报. 2020,22(11)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

微耕机刀轴

土槽试验台结构

EEPA模型中,法向接触力与重叠量之间的关系如图4所示[25]。实际应用时,需设置如下参数:初始接触力f0,用于描述范德华力、静电力等;细观接触表面能Δγ,用于计算黏着力;接触塑性比λ=1-k1/k2,其中k1为初始加载刚度,k2为卸载或重新加载刚度;非线性指数n,用于力与重叠量之间关系的线性、非线性转换;黏着力曲线指数x,用于评估卸载使黏着力下降的程度;切向刚度因子ζtm,用于确定切向刚度。1.2.2 土壤模型参数

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于离散元法的凸圆刃式深松铲减阻效果仿真分析与试验[J]. 马跃进,王安,赵建国,郝建军,李建昌,马璐萍,赵伟博,吴月.  农业工程学报. 2019(03)
[2]基于离散元法的旋耕刀三向工作阻力仿真分析与试验[J]. 熊平原,杨洲,孙志全,张倩倩,黄杨清,张卓伟.  农业工程学报. 2018(18)
[3]机械深松整地作业技术 第一章 土壤耕作概述[J].   当代农机. 2018(S1)
[4]保护性耕作拟合曲线型深松铲设计与试验[J]. 赵淑红,王加一,陈君执,杨悦乾,谭贺文.  农业机械学报. 2018(02)
[5]旋耕刀三向工作阻力试验及作业参数优化[J]. 熊平原,杨洲,孙志全,朱卿创,朱正波,谷峣.  农业工程学报. 2017(19)
[6]基于离散元的土壤模型参数标定方法[J]. 王宪良,胡红,王庆杰,李洪文,何进,陈婉芝.  农业机械学报. 2017(12)
[7]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)
[8]基于离散元法的旋耕刀受力分析[J]. 方会敏,姬长英,张庆怡,郭俊.  农业工程学报. 2016(21)
[9]深松土壤扰动行为的离散元仿真与试验[J]. 黄玉祥,杭程光,苑梦婵,汪博涛,朱瑞祥.  农业机械学报. 2016(07)
[10]农业劳动力转移与粮食产量——基于中国三大类粮食产量区面板数据的经验研究[J]. 张杰飞.  社会科学家. 2016(02)

博士论文
[1]基于离散元方法的深松铲参数优化及松土综合效应研究[D]. 刘俊安.中国农业大学 2018

硕士论文
[1]微耕机作业性能测试及评价研究[D]. 徐梓翔.重庆理工大学 2018
[2]基于DEM法的旋耕刀具耕作过程分析与研究[D]. 高亮.河北科技大学 2017
[3]重庆市典型土壤耕作力学特性及深松性能研究[D]. 高博.西南大学 2017
[4]微耕机刀辊的优化设计及切土性能研究[D]. 张引航.西南大学 2017
[5]微耕机旋耕部件土槽试验台设计及试验研究[D]. 梁举科.重庆理工大学 2016



本文编号：3224516