1WGQ4型微耕机旋耕作业参数数值模拟试验研究

发布时间：2023-04-23 11:27

　　微耕机是一种适用于山区、丘陵地区小田块作业的小型耕作机械,应用广泛。目前微耕机在水田作业时,其旋耕部件与土壤间的作用过程及旋耕部件参数对作业质量的影响机理不详细,使得旋耕部件参数优化困难,作业质量受限。因此,采用先进的技术和方法,开展微耕机旋耕部件与土壤间的作用过程及旋耕部件参数对作业质量影响机理的研究,优化旋耕部件参数,对提高微耕机的水田作业质量具有重要意义。本文采用限元法和SPH法相结合的方法及二次回归通用旋转组合设计法,以1WGQ4型微耕机为对象,通过构建旋耕刀辊-土壤系统的动力学仿真模型,研究了旋耕部件与土壤问的作用机理。同时,以刀片排列和土壤情况为试验条件进行动力学仿真试验,建立了刀辊转速、刀片回转半径与微耕机作业质量关系的数学模型,研究了刀辊转速、刀片回转半径对作业质量的影响机理；利用MATLAB遗传算法工具箱,对旋耕部件的参数进行了优化,并对优化结果进行验证。结果表明,建立的旋耕刀辊-土壤系统的动力学仿真模型精度较高,刀片排列和刀辊转速、刀片回转半径对作业质量影响大。刀辊转速为25.7rad/s,旋耕刀回转半径为15.5cm时,能保证较低的漏耕率和较好的抛土性能。当机器前...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究意义
    1.3 微耕机国内外发展的研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 研究内容与方法及技术路线
        1.4.1 研究内容与方法
        1.4.2 技术路线
    1.5 本章小结
第二章 土壤模型参数的测定
    2.1 土壤模型材料的选取
    2.2 土壤参数的测定
        2.2.1 含水率的测定
        2.2.2 土壤密度的测定
        2.2.3 土壤内聚力和内摩擦角的测量
        2.2.4 土壤硬度的测量
    2.3 土壤弹性模量的反求
    2.4 本章小结
第三章 刀辊-土壤系统动力学仿真模型
    3.1 软件介绍
    3.2 建模方法及SPH算法介绍
    3.3 旋耕刀辊-土壤几何模型的建立
        3.3.1 微耕机简介
        3.3.2 刀辊-土壤几何模型的建立
    3.4 刀辊-土壤系统动力学仿真模型的建立
        3.4.1 单元类型与材料的选择
        3.4.3 网格划分
        3.4.4 土壤SPH模型的生成
        3.4.5 仿真模型K文件的修改
    3.5 本章小结
第四章 刀辊-土壤系统仿真模型准确度的验证
    4.1 微耕机切土作业的物理试验
        4.1.1 试验目的
        4.1.2 试验方法
    4.2 仿真模型精度的验证
    4.3 本章小结
第五章 仿真结果分析
    5.1 刀辊切削土壤仿真过程分析
        5.1.1 单刀的切土过程
        5.1.2 刀组的切土过程
    5.2 切削阻力分析
    5.3 功耗分析
    5.4 本章小结
第六章 旋耕作业质量数学模型的研究
    6.1 试验指标和因素的确定
        6.1.1 试验指标的确定
        6.1.2 试验因素的确定
    6.2 试验方案的确定
    6.3 确定试验因素取值范围及试验结果
    6.4 数学模型的建立
    6.5 试验因素对试验指标的影响
        6.5.1 单因素影响
        6.5.2 两个因素交互作用的影响
    6.6 优化组合的筛选及验证
    6.7 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 论文创新点
    7.3 展望
参考文献
附录
    附录一：试验组1的数学模型显著性检验表
    附录二：试验组2的数学模型显著性检验表
    附录三：试验组3的数学模型显著性检验表
    附录四：试验组4的数学模型显著性检验表
    附录五：Pareto解集
致谢
攻读硕士期间发表的论文



本文编号：3799622