土壤振動(dòng)耕作過(guò)程數(shù)值分析研究.pdf

1、我國(guó)是一個(gè)多山區(qū)丘陵的國(guó)家。研究小型農(nóng)業(yè)作業(yè)機(jī)，充分利用機(jī)械化方法，針對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的深松農(nóng)機(jī)存在的深松深度達(dá)不到要求、耕作阻力大以及能耗高等問(wèn)題，根據(jù)我國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展的總體趨勢(shì)以及山地丘陵等具體地勢(shì)情況，提出了一種對(duì)旋耕切削施加振動(dòng)載荷的設(shè)想，以滿足山區(qū)丘陵農(nóng)業(yè)作業(yè)的需要，并對(duì)其減阻機(jī)理進(jìn)行分析和仿真研究，目的在于降低牽引力和油耗，提高能源利用率。
　　 具體內(nèi)容包括：
　　 1、介紹了振動(dòng)切削及其應(yīng)用與發(fā)展，分析振動(dòng)旋耕切

2、削可行性。結(jié)合機(jī)械土壤動(dòng)力學(xué)和土壤耕作機(jī)械理論的知識(shí)，以及實(shí)際所需，以定性和定量相結(jié)合的方法對(duì)強(qiáng)迫產(chǎn)生振動(dòng)的因素、減阻過(guò)程及耕作原理進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。
　　 2、針對(duì)板結(jié)土壤參數(shù)進(jìn)行土壤三軸測(cè)試試驗(yàn)，測(cè)試其本構(gòu)模型，結(jié)合LS-DYNA的MAT147材料模型，建立了南方丘陵地帶板結(jié)土壤的材料模型參數(shù)及土壤高速切削有限元數(shù)值仿真模型。采用ANSYS11.0/LS-DYNA軟件，利用SPH法對(duì)振動(dòng)旋耕刀切削土壤過(guò)程進(jìn)行了三維數(shù)值模擬。

3、
　　 3、通過(guò)大量的三維數(shù)值模擬試驗(yàn)，分析與對(duì)比各仿真結(jié)果，驗(yàn)證振動(dòng)減阻，研究振型、振動(dòng)方向、切削速度等各個(gè)因素對(duì)土壤切削的減阻影響，尋求能達(dá)到最優(yōu)的減阻效果的各項(xiàng)參數(shù)。本研究方案所得數(shù)據(jù)和分析過(guò)程對(duì)于小型作業(yè)機(jī)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)具有重要意義。
　　 本文采用SPH法就板結(jié)土壤振動(dòng)旋耕切削做數(shù)值模擬。結(jié)果表明SPH方法對(duì)土壤材料進(jìn)行大應(yīng)變、高應(yīng)變率的變形計(jì)算是有效的，在選擇合適的振動(dòng)頻率、幅值以及振動(dòng)方向，進(jìn)行機(jī)組前進(jìn)速度和旋