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基于离散元法的三七仿生挖掘铲设计与试验 总被引：1，自引：0，他引：1
为减小三七收获过程中的挖掘阻力,以三七根茎及种植土壤为研究对象,测定本征物理参数,设置Bonding键参数建立三七根茎的离散元模型,分析根土粘结机理,利用Hertz-Mindlin with JKR建立三七根茎-种植土壤离散元复合模型;建立并分析挖掘铲的理论力学模型,确定仿生挖掘铲设计尺寸(长×宽×厚)为：360 mm×150 mm×8 mm、入土角30°、铲尖半角60°;采集野猪头三维模型的点云数据,确定仿生铲的结构曲线方程,建立仿生挖掘铲的三维模型;开展仿生挖掘铲与平面挖掘铲的仿真对比试验,追踪颗粒位移流向得平均位移以及平均挖掘阻力,分析颗粒的速度矢量明晰了挖掘铲面的减阻机理,得仿生挖掘铲的仿真试验减阻率为19.15%;利用高速摄影和阻力采集设备开展土槽试验,结果表明土壤颗粒流向与仿真趋势一致,仿生挖掘铲和平面挖掘铲的平均挖掘阻力为1 207.23、1 594.49 N,仿生挖掘铲减阻率为24.29%,与仿真试验减阻率十分接近,验证了离散元模型准确可靠、挖掘铲力学模型构建准确,仿生结构设计合理。 相似文献
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针对自走式三七联合收获机在田间作业安全性不足与行驶稳定性较弱等问题，开展了黏重土壤条件下底盘的行驶通过性能研究。首先，对联合收获机的直行转向、纵横向爬坡和越障等行驶工况进行理论分析，获得了影响行驶通过性能的各因素参数，其次，通过ADAMS ATV开展多体动力学仿真分析，绘制了行驶工况下欧拉角与对应的角速度曲线，最后，运用相似理论的量纲分析法设计了1∶4的联合收获机底盘微缩平台模型，对纵向爬坡、跨越壕沟和翻越田埂3种典型行驶工况开展行驶通过性能模型试验。仿真结果表明，联合收获机底盘具有平稳的直行与转向性能，能够顺利通过30°纵坡、20°横坡、600mm壕沟及300mm田埂；模型试验结果表明，模型能够顺利通过30°纵坡、150mm壕沟和75mm田埂，以上3种工况下的俯仰角与对应的角速度曲线趋势与仿真一致，且二者所得俯仰角曲线的幅值变化相同，试验误差主要受实际地形平整度与土壤均匀度的影响，因此表明模型试验能够验证仿真分析结果的正确性，通过模型对原型的预测及仿真结果，满足了联合收获机行驶通过性能的设计要求，该研究可为丘陵山区根茎类联合收获机底盘的设计提供理论基础与参考。 相似文献
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