幾種工程機械工作部件觸土曲面的微分幾何性質(zhì)及其減阻力學(xué)特性研究.pdf

1、工程機械的工作效率以及能量損耗與其工作部件的觸土曲面形狀有很大關(guān)系。工作部件觸土曲面的設(shè)計水平直接影響工程機械的減阻節(jié)能性能。為了優(yōu)化觸土曲面形狀，提高曲面的設(shè)計水平，從而降低工程機械的工作阻力和能源消耗，本研究探尋工程機械工作部件觸土曲面的內(nèi)蘊幾何性質(zhì)與工作阻力特性的相互關(guān)系。本文選擇推土機推土板曲面進行研究，探索兩者的關(guān)系。
　　對前期研究者在土槽試驗中使用的推土板模型進行數(shù)學(xué)建模。對切削角為50°、55°和60°的拋物線和仿

2、生曲線推土板模型曲面進行測繪，建立6個曲面參數(shù)方程。為了加強理論對比性，增加了切削角為90°時的平板面推土板曲面參數(shù)方程。計算7個曲面的第一類基本量 E、F和 G，以及第二類基本量 L、M和N。通過研究推土板的工作阻力與函數(shù)E和L的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)了存在一個E和L值的較優(yōu)變化范圍使推土板工作阻力最小。切削角55°的推土板的 E值和 L值較優(yōu)，且工作阻力最小。
　　為了深入研究，設(shè)計了切削角為55°的拋物面、圓弧面、仿生面、擺線面、漸開

3、A面和漸開 B面推土板。同時，設(shè)計了切削角為90°的平板面推土板。對7個推土板曲面進行數(shù)學(xué)建模，建立曲面參數(shù)方程。為了更深入地研究曲面幾何特性，增加表征曲面重要彎曲性質(zhì)的主曲率κn作為研究對象。計算7個推土板曲面的第一類基本量E、F和G、第二類基本量L、M和N以及沿準(zhǔn)線方向的主曲率κn。
　　利用 UG對7個推土板進行三維建模；同時，對7個推土板與土壤的切削模型進行三維實體建模。將建立的推土板與土壤的切削模型導(dǎo)入 ANSYS/LS

4、-DYNA中進行前處理。然后向LS-DYNA求解器提交求解，進行有限元分析。
　　求解完成后提交 LS-PREPOST，對結(jié)果進行通用后處理分析。作出推土板前進方向、鉛垂方向和推土板-土壤縱截面上的土壤應(yīng)力、應(yīng)變圖。并記錄應(yīng)力、應(yīng)變數(shù)據(jù)，作出折線圖。分析不同曲面推土板對應(yīng)的土壤應(yīng)力、應(yīng)變特性，以此評價推土板的性能。
　　利用 LS-PREPOST對仿真結(jié)果進行時間歷程（History）后處理,得出推土板-土壤系統(tǒng)、推土板以及