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基于EDEM的轻型凿式深松铲土壤耕作载荷仿真分析 总被引：1，自引：0，他引：1
以轻型凿式深松铲为研究对象,利用EDEM建立其离散元仿真模型,确定深松铲土壤深松作业过程中的耕作载荷组成,并采用单因素试验方法分析了入土深度及作业速度对土壤耕作载荷的影响。结果表明:深松铲土壤耕作阻力主要由前进阻力及垂直阻力组成,土壤耕作阻力及其前进、竖直分量随着作业速度及入土深度的增大而增大,且土壤耕作阻力与两作业参数间皆成抛物线型二次函数关系;同时,土壤耕作阻力的波动状况随入土深度的增大及作业速度的减小而减小。该研究可为深松铲的研究提供一定的依据。 相似文献
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《农业装备与车辆工程》2016,(11)
针对皖北地区沙土土壤有效深耕等问题,把虚拟样机技术应用于农业机械中,设计了一种振动式深松机模型。首先使用CATIA和ADAMS软件建立振动式深松机的虚拟样机动力学模型;其次对其进行了多体动力学仿真,得到了振动深松铲的动态载荷曲线,确定了深松铲在工作过程中所受的载荷谱;最后根据ADAMS输出的载荷谱,利用有限元原理,在ABAQUS中建立了深松机振动装置的有限元模型,计算出深松铲在实际工作中的承受应力和应变。根据强度理论得出运用该方法设计出的振动深松铲完全可以满足强度要求。其研究结果为联合仿真技术在农业机械中的实际应用提供了参考。 相似文献
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基于离散元的联合整地机驱动耙耕作载荷仿真分析 总被引：1，自引：0，他引：1
鉴于目前对大型联合耕整地机具的迫切需求,进行了由深松铲、驱动耙和整平镇压辊等部件构成的多功能动力驱动联合整地机结构设计。驱动耙等耕整部件的工作阻力是影响整地机性能的关键问题,应用EDEM离散元分析软件分别对深松铲-驱动耙联合作业模型和驱动耙作业模型中的驱动耙受力进行了仿真计算和对比分析。结果表明:驱动耙刀的工作阻力主要来自于行进方向的绝对阻力分量,其他分量阻力对驱动耙刀的影响较小;深松铲-驱动耙联合作业模型中,由于深松铲对土壤进行预深松可以对驱动耙起到一定的减阻作用,根据驱动耙受力最大值、最小值和平均值,得到装配深松铲的减阻效率分别为16.22%、22.90%和23.64%。根据驱动耙受力的标准差可以看出,前置深松铲能够使驱动耙工作受力更平稳,分析结果正确,分析方法具有借鉴意义。 相似文献
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基于田间摄像的多参数水稻土深松扰动行为与效应研究 总被引：2，自引：0，他引：2
耕作机具的土壤扰动行为密切联系土壤失效机理与耕作效应,是优化耕作系统的重要依据。本研究通过土壤耕作原位综合测试平台开展单铲深松试验,从5个方位录制深松视频,同时配合使用微地貌测试、耕作阻力测试、EDEM仿真、深松扰动剖面土壤紧实度测试和深松理论检验,探究深松铲入土角α和耕深D对水稻土深松扰动过程、土壤失效机理及深松效应的影响。结果表明,摄像法提取的纵向碎土距离R、扰动宽度W及抬土高度H与α和D显著相关,可用于水稻土深松扰动行为的定量表述。摄像法显示水稻土难以脆性断裂,铲两侧发生非对称性土壤剪切失效。土壤沿曲柄攀升,抬土高度H随α增大,随D减小,表明深松铲的设计参数和作业参数同时影响抬土能力。R随对应耕深范围内铲的纵向水平长度L线性增加,W随α线性增加。地表平整度S和扰动宽度W均在耕深20 cm时最大。深松土壤扰动行为的EDEM仿真从微观层面再现了摄像法记录的非对称性失效、侧向挤压失效和深松新月形失效现象,表明该离散元模型用于解析水稻土深松力学的科学性。EDEM仿真进一步显示出应力集中区沿铲尖与铲柄破土刃周期性上下移动,同时也对铲下方底层土造成挤压。深松扰动剖面土壤紧实度等值线图验证了仿真过程中铲尖下方形成的土壤压实带,并直观展示出耕深30 cm时,犁底层土壤因侧向挤压流变形成的沟槽状紧实壁面。本文结合田间原位摄像法的多参数测试研究可为深松铲和耕作系统的优化提供依据。 相似文献
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结合LMSTWR软件,详细介绍了基于混合路面的轮心位移反求法求取副车架载荷谱的方法。通过在某MPV上布置合适传感器,在试验场测得道路载荷谱信号。根据实测的数据,建立整车多体动力学模型。基于处理后的道路载荷谱与多体动力学模型进行虚拟迭代,并进行副车架载荷分解。结果表明,迭代仿真得到的信号与试验值吻合度较好。 相似文献
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为防止坚硬的犁底层对深松铲尖和铲柄的过载破坏,在研究过载保护装置工作原理的基础上,设计了一种具有过载保护功能的深松装置,并对其关键部件安全销的选型方法进行了研究和有限元校核验证。通过研究深松装置在正常载荷和超载荷两种不同状态下的受力,对其关键部件安全销的直径尺寸和材料选型方法进行了阐述,并利用ANSYS Workbench软件对选用材料为45碳素钢、直径为20mm安全销的过载保护深松装置,进行稳定工作和超载荷工作两种状况下的静力学分析。结果显示:在超载荷状态下,过载保护装置的安全销最大应力为538.47MPa,远大于45碳素钢的屈服强度355MPa。这表明,过载保护装置设计合理,能够起到过载保护作用。该研究可以为深松铲的过载保护设计提供依据。 相似文献
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花生联合收获机秧蔓夹持输送系统载荷谱编制 总被引：1，自引：0，他引：1
花生联合收获机夹持输送系统存在经常堵塞问题,对其液压系统的工作载荷进行研究极为关键。为得到反映花生秧蔓夹持输送系统的典型作业载荷谱,根据多次田间试验结果,选取花生秧蔓夹持输送系统液压马达输出轴转速为310、360、410r/min时的工况,进行系统液压马达田间作业载荷测试试验。针对大量的测试数据,采用转折点提取方式将载荷数据压缩至原来的1/50左右;随后利用雨流计数将时域内的载荷转换为雨流域内的均值、幅值载荷;再根据极大似然参数估计法分别对均值、幅值载荷数据进行统计分析。基于拟合检验结果分析得到,当花生秧蔓夹持输送系统液压马达输出轴转速为410r/min时,系统压力载荷均值和幅值分别满足分布均值为7.28、标准差为0.81的正态分布以及阈值为0.32、尺度参数为0.30、形状参数为0.90的三参数威布尔分布要求,可作为系统载荷谱编制的典型田间作业工况。由于室内台架试验以及花生秧蔓夹持输送系统机械零部件测试及产品结构优化设计的需要,将系统液压马达的压力信号转换为扭矩信号。根据均值、幅值的独立性,建立典型作业工况载荷的联合概率密度函数,采用载荷外推法得到液压马达输出轴扭矩的二维载荷谱,同时,结合实际试验加载的需求,进行二维载荷谱的降维操作,根据变均值法得到一维扭矩程序谱。 相似文献
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为了满足深松铲性能测试的需求,以深松铲工作耗油量为主测试指标,设计了一套基于超声波技术的深松铲耗油量综合测试系统。系统采用DS1309B超声波油位探测器实时检测油位数据,经USB-6259型数据采集卡传送到计算机进行分析处理。以LabWindows/CVI软件为开发平台,完成了检测系统软件设计,实现了数据采集、系统标定、实时显示、分析处理、生成数据报表及历史数据回调的功能;进行了系统标定和实验室测试,并以单个壁式深松铲和现有深松铲为例开展了大田试验。实验室测试结果表明:系统能够准确采集数据,平均测试精度达到98.32%。大田试验验证了系统实时采集和数据处理方法的可行性和实时性,为深松铲的优化设计提供了新的方法。 相似文献
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针对农业机械滑动耕作部件(如深松铲、起垄铲等)田间作业时阻力采集困难和相关阻力测试装置结构复杂、维护使用成本高、缺乏过载保护等问题,设计了一种滑动式耕作部件作业阻力测试装置(TRTD)。TRTD包括部件安装库、扭转弹簧、旋转主轴、定位盘和编码器等,并以双翼型深松铲为例,建立了包含修正系数k与扭簧转角θ、耕深H、耕速v、土壤容积密度ρ、深松铲结构参数等换算关系的耕作阻力测试方法,与传统三点式作业阻力测试系统(TTD)在6组耕作条件下进行了土槽对比试验。试验通过F检验和T检验(α=0.05)得出2种测试装置测量值总体方差相同和均值一致。精度分析结果表明TRTD相比于TTD的最大相对误差为1.34%,波动性分析结果表明TRTD与TTD的波动幅值比较接近,两者最大相对偏差都不超过5%。TRTD满足阻力测试装置的精度和稳定性要求,能保证作业阻力采集的同时,具有过载保护功能。 相似文献
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利用八角环传感器测试原理,对弧形深松铲在耕作过程中所受水平、竖直方向的阻力以及扭矩进行测试分析,研究弧形深松铲在不同耕深、耕速条件下所受阻力的变化情况。试验结果表明:八角环传感器测试系统测得的深松阻力与理论计算值基本相符,测量误差较小且在允许范围内。耕深变化对于阻力影响较大,该试验方法具有较好的可靠性和准确性,所测得的结果为弧形深松铲的进一步优化设计提供数据。 相似文献
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针对田间大面积作业时深松铲工作状态信息获取困难、现有测试装置结构复杂且操作繁琐等问题,设计一种基于STM32的深松铲应变实时采集系统。对电桥电路、信号放大电路、电源电路进行理论分析和节点参数的计算,开展了等强度梁静态测试试验与深松铲土槽动态测试试验。试验结果表明:系统输出与理论值误差小于2.04%;经T检验分析,测试结果与DH5928信号采集系统输出值不存在显著性差异。该系统工作性能可靠稳定,适合田间大面积作业时深松铲工作状态信息的在线监测、预警和存储,也可为节能研究提供测试手段和数据支持。 相似文献
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1分层深松铲简介深松铲是安装在深松机等机具上对土壤进行不翻动的深松作业部件,该部件作业是以疏松耕层底部土壤为目的的旱田耕地作业。该种作业有利于蓄水保墒,促进植物生长。但现在所使用的深松铲都是往前探出的单个铲尖,当一次深松到底部耕层、打破犁底层时,深松作业深度应在30～40cm,作业时一次所切的土垡很厚,深松铲受到的阻力很大,向上挤压土层的力也很大,容易在地表形成大的土块,造成隆起、跑墒等问题。为此,笔者开展了分层深松铲的研究,如图1,在一个深松铲柄上设计出上、下层铲尖。 相似文献
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《农机化研究》2021,43(10)
针对深松整地机存在的耕作阻力大、能耗高等问题,设计了一种自激振动深松机。基于Adams建立弹簧刚度系数分别为260N/mm和475N/mm的两种自激振动总成动力学仿真模型,得到振动频率分别为7Hz和9Hz,平均振幅分别为0.102m和0.036m,弹簧最大压缩力分别为9421N和9021N,分析发现选择直径20mm、中径80mm、刚度472N/mm的压缩弹簧具有更好的深松减阻效果。基于Ansys Workbench建立整机关键部件有限元仿真模型,对松土铲进行静力学分析,结果表明:施加5000N载荷时,最大形变为0.24169mm,最大应力为214.2MPa,满足强度要求;弹簧模态分析中,固有频率最小为69.133Hz,满足设计要求。田间试验结果表明:自激振动深松机深松深度为382mm,深松耕深稳定性系数为96.8%,地表10cm内碎土率达到62.8%,整机性能满足深松机评定指标。 相似文献