履带/轮式联合收获机对稻田土壤剪切及压实作用过程研究

发布时间：2022-02-17 19:10

　　随着我国大喂入量（≥8.0kg/s）履带式联合收获机的推广应用,联合收获机的整机自重不断增加,作业过程中对稻田土壤的压实及剪切破坏问题日益凸显,造成土壤功能退化、作物易倒伏、生态系统破坏及作物产量下降等问题,严重影响了稻田土壤的可持续化发展。本文通过对履带式车辆软地转向过程进行理论建模分析及田间转向试验,研究履带式联合收获机单边制动及原地差逆两种转向模式对土壤的剪切破坏规律,探寻不同工况下减轻对土壤剪切破坏的最优联合收获机转向模式;通过对比相同载质量的轮胎和履带式车辆对土壤压实应力及土壤功能的影响,探究履带式行走装置相比较于轮胎缓解对土壤压实的能力以及影响因素,寻求减轻履带式车辆对土壤压实的方法;为履带式行走装置的改进以减轻对土壤的压实及剪切破坏提供了依据,对于我国农业土壤的保护及改善具有十分重要的科学意义和实用价值。本文在总结国内外研究现状的基础上,采用理论研究、数值计算、试验验证相结合的方法开展研究工作,本文的研究工作主要包括以下几个方面的内容:1、以Wong的履带车辆转向理论为基础,理论分析了履带式车辆在转向过程中的滑转及滑移规律,建立了考虑履带滑转及滑移因素的履带式车辆软地转向... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：117 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
        1.1.1 课题研究的背景
        1.1.2 课题研究的意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 履带式车辆对土壤剪切破坏研究现状
        1.2.2 履带式车辆对土壤压实研究现状
    1.3 课题来源
    1.4 课题研究内容和技术路线
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 研究技术路线
    1.5 本章小结
第二章 履带式联合收获机转向对土壤剪切破坏理论研究
    2.1 履带式车辆软地转向动力学模型建立
        2.1.1 履带式车辆转向相对于地面的滑转和滑移
        2.1.2 履带式车辆转向与土壤的相互作用
        2.1.3 履带式车辆转向平衡方程建立
    2.2 履带式车辆单边制动及原地差逆转向对土壤剪切破坏理论研究
        2.2.1 履带式车辆两种模式转向阻力矩
        2.2.2 履带式车辆两种模式转向对土壤扰动面积
        2.2.3 履带式车辆两种模式转向履齿运动轨迹
    2.3 本章小结
第三章 履带式联合收获机田间转向试验
    3.1 履带式车辆软地转向动力学模型验证
        3.1.1 试验车辆及地点
        3.1.2 驱动轮扭矩及模型计算所需参数测试
        3.1.3 驱动轮扭矩测试与模型计算结果对比
    3.2 履带式联合收获机转向对土壤剪切破坏测试
        3.2.1 试验条件及方法
        3.2.2 履带式联合收获机两种模式转向对土壤剪切形变规律
        3.2.3 履带式联合收获机两种模式转向对土壤剪切破坏对比
    3.3 本章小结
第四章 履带/轮式联合收获机对土壤压实作用过程
    4.1 履带/轮式联合收获压实作用下土壤应力测试
        4.1.1 轮胎及履带下不同深度土壤内压实应力测试
        4.1.2 轮胎及履带下应力沿土壤深度方向分布计算
    4.2 履带/轮式联合收获压实作用对土壤功能影响
        4.2.1 土壤田间采样过程
        4.2.2 土壤功能测试及分析
    4.3 本章小结
第五章 履带式行走装置压实作用下土壤应力分布均匀性研究
    5.1 履带式行走装置压实作用下土壤应力分布规律
        5.1.1 试验材料及方法
        5.1.2 垂直及水平压实应力在履带长度方向上的分布规律
        5.1.3 压实应力分布曲线各应力峰值大小
    5.2 履带张紧力对压实应力分布均匀性的影响
        5.2.1 试验条件及方法
        5.2.2 不同履带张紧力条件下的压实应力分布规律
    5.3 本章小结
第六章 研究总结与展望
    6.1 研究工作总结
    6.2 主要创新点
    6.3 后续研究展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间参加的科研项目及科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]长江下游稻麦轮作区机收对土壤扰动的影响特征[J]. 梁磊,陈信信,孙克润,何瑞银,汪小旵,丁启朔.  南京农业大学学报. 2020(01)
[2]谷物联合收获机清选技术与装置研究进展[J]. 徐立章,李洋,李耀明,柴晓玉,仇解.  农业机械学报. 2019(10)
[3]确定前期固结压力的一个简单数学模型[J]. 刘林,鲁晓兵,王淑云.  土木工程学报. 2019(S2)
[4]履带车辆履带预张紧力对平顺性的影响与仿真[J]. 卞美卉,张洋,杜志岐.  车辆与动力技术. 2019(01)
[5]基于振动激励溯源的谷物联合收获机清选筛制造缺陷定位[J]. 李耀明,庞靖,徐立章,唐忠,周跃鹏.  农业工程学报. 2019(05)
[6]橡胶履带轮静态接地压力测试与建模[J]. 赵子涵,穆希辉,郭浩亮,吕凯,杜峰坡.  农业工程学报. 2018(03)
[7]计及打滑的履带式核电机器人转向性能分析[J]. 梁雪刚,赵臣,张佳俊,刘洋.  机械科学与技术. 2017(09)
[8]履带-负载轮-地面耦合作用关系研究[J]. 冯莉,邓兆军,马岩,杨春梅,宋文龙,郭璨,许洪刚.  林业工程学报. 2017(04)
[9]履带车辆差速转向时载荷比受土壤下陷的影响[J]. 迟媛,张荣蓉,任洁,李寒寒,王勇.  农业工程学报. 2016(17)
[10]履带式联合收获机差逆转向机构设计与试验[J]. 李耀明,陈劲松,梁振伟,马翔,姜晓春.  农业机械学报. 2016(07)

博士论文
[1]近30年江苏省水稻生产的时空变化与效益分析[D]. 佴军.扬州大学 2013

硕士论文
[1]基于水田土壤力学特性的车辆通过性研究[D]. 刘一.南京农业大学 2014
[2]土先期固结压力问题的研究[D]. 周军.武汉理工大学 2014
[3]机械扰动对土体稳定性的影响研究[D]. 李雪芹.石河子大学 2011



本文编号：3629952