黄芪收获机振动挖掘铲的设计与实验

发布时间：2024-03-31 17:27

　　黄芪,又名黑皮芪、独芪等,是一种十分常见且药用价值很高的中药材。随着中医药在世界范围内的广泛推广,国内外对黄芪的需求量更是连年增长。而如今对于黄芪这类长根茎类作物的收获,采用人工收获劳动强度大、成本高。目前已有的黄芪收获机又存在作业深度不达标、作业效率低、收获品质差等问题。究其主要原因还是作业阻力过大,进而影响相关性能参数。为此,本文运用振动减阻原理,设计了一种装备在黄芪收获机前部的振动挖掘铲,通过前置挖掘铲的振动来减小机具行驶阻力,以此来提升机具的作业深度、作业效率以及作业品质。本文研究涉及的主要内容如下:(1)根据振动减阻的机理可知,振动减阻的效果受到振动频率、振动幅值、机具行驶速度等参数的直接影响。本文在ANSYS/LS-DYNA软件中,使用符合修正后的摩尔-库伦准则的MAT147材料建立土壤模型,对挖掘铲的振动切削过程进行显式动力学仿真。运用正交试验法,得出了机具行驶阻力以及土壤平均变形功率对振动频率、铲尖振动幅值、机具行驶速度的响应曲面。综合考虑相关参数之间的相互作用关系,将振动挖掘铲的相关振动参数设定如下:振动频率为5¹5Hz,铲尖振动幅值为15mm,...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外发展现状
        1.2.1 国内外根茎类作物收获机械的发展现状
        1.2.2 国内外对振动减阻原理的研究及应用现状
    1.3 研究内容和方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法
    1.4 技术路线
第二章 振动挖掘铲的振动参数设计
    2.1 收获机基础工作参数的确定
        2.1.1 黄芪种植收获的要求
        2.1.2 作业幅宽
        2.1.3 作业行驶速度
        2.1.4 铲面倾角
    2.2 振动参数的多因素仿真试验
        2.2.1 仿真模型及边界条件
        2.2.2 仿真数据的处理
        2.2.3 正交仿真试验的设计
        2.2.4 线性回归分析
        2.2.5 各因素影响分析
    2.3 本章小结
第三章 振动挖掘装置铲片的结构优化
    3.1 振动挖掘装置铲片的有限元仿真
        3.1.1 仿真模型及边界条件
        3.1.2 仿真结果分析
    3.2 振动挖掘装置铲片的仿生学结构优化
        3.2.1 蝼蛄前足爪趾的仿生学分析
        3.2.2 铲片结构的仿生学优化
        3.2.3 优化前后铲片的有限元仿真结果对比
    3.3 本章小结
第四章 振动挖掘铲的运动学设计和模态分析
    4.1 挖掘铲振动机构设计
        4.1.1 振动挖掘铲的工作原理
        4.1.2 偏心振动机构的设计
        4.1.3 振动挖掘铲的运动学仿真
    4.2 振动挖掘铲的模态分析
    4.3 本章小结
第五章 黄芪收获机的田间试验
    5.1 试验目的
    5.2 试验条件
    5.3 试验方法
        5.3.1 作业深度测量
        5.3.2 作业效率测定
        5.3.3 收获品质参数的测定
    5.4 试验结果及分析
        5.4.1 作业深度的测量结果及分析
        5.4.2 作业效率的测定结果及分析
        5.4.3 收获品质参数的测定结果及分析
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3944271