蔗田粉垄作业过程仿真研究概述

粉垄耕作技术是一种新型的高产耕作技术,而粉垄机是实现粉垄耕作的装备。国内对其进行了一些研究,也取得了一些成果,但目前粉垄机旋削刀具振动大,降低了粉垄机的使用寿命及驾驶舒适性,影响了粉垄机及粉垄耕作技术的推广应用。因此,采用先进的技术和方法,开展新型旋削刀具的研究,降低粉垄机旋削刀具的振动具有重要意义。本文立足于蔗田粉垄作业过程,探究国内外研究背景,对其仿真研究做出更直观更具体的概述。     

单圆盘甘蔗切割器运动学仿真

利用机械动力学仿真分析软件ADAMS对甘蔗切割器刀片刀刃上的单点运动轨迹进行了仿真分析研究,根据甘蔗收割机样机切割器的实际尺寸建立了甘蔗切割器的虚拟模型,并在此基础上进行分析,得出了刀片刀刃上单点的空间运动轨迹及其主视图、俯视图、侧视图。     

3CP-460型宿根甘蔗铲蔸破垄机性能试验

在宿根甘蔗种植管理过程中,铲蔸和破垄尤为重要,实现机械化作业是现代宿根甘蔗种植的必然趋势。3CP-460型宿根甘蔗铲蔸破垄机是一款针对宿根甘蔗铲蔸破垄而研制的新机型。试验结果表明,其宿根破头率、铲蔸深度和破垄宽度等指标达到宿根甘蔗种植管理农艺要求。      

新型甘蔗剥叶机仿真与试验研究

设计了一种新型的甘蔗收获机剥叶系统,通过三维设计软件Pro/E建立了甘蔗收获机剥叶系统虚拟样机模型,并导入多体动力学仿真软件ADAMS中进行了关键碎叶机构各个参数优化仿真实验。仿真与物理样机试验表明:在第1级喂入机构保证甘蔗一定工作初速度与第3级辅助剥叶机构对残余蔗叶进行清理的前提下,当此碎叶机构碎叶对辊转速为750r/min、碎叶元件交错深度为10cm、交错角度30°时,该剥叶系统能满足设计要求且可高效完成剥叶工作。     

宽型水田轮作业过程动力学仿真

宽型水田轮是前耕后驱微耕机的行走驱动装置,除具有驱动性能之外,还具有碾压碎土和搅动混土的作用,其设计参数对作业质量有大的影响。为此,以1WGQ4型微耕机为对象,采用有限元法和光滑粒子流体动力学方法(Smoothed particle hydrodynamics,SPH)相结合的方法,构建土壤-宽轮系统的动力学仿真模型,对其作业过程进行动力学仿真分析,在细微上研究其与土壤的作用机理。结果表明:随着宽轮的转动,轮叶与土壤的接触应力和轮叶水平推进力均呈现先增大后减小的变化趋势,但接触应力比水平推进力先达到最大值;滑转率不同,轮叶出现水平推力为零的位置不同;轮叶折角对驱动性能、碾压碎土和搅动混土作用有较大的影响。     

甘蔗剥叶元件工作过程受力的动态仿真分析

剥叶元件是甘蔗剥叶机构的核心元件,其工作质量直接影响着甘蔗剥叶的效率和质量。为此,用虚拟仿真的方法分析了小型甘蔗剥叶机剥叶元件工作过程中的受力情况;建立了一个与剥叶元件动力学等价的ADAMS仿真模型,通过计算机动态仿真实际甘蔗剥叶机的运行,获取仿真模型的动力学特性曲线,为剥叶元件的优化设计提供基础和依据。     

甘蔗剥叶机的研究现状

阐述了甘蔗剥叶机的应用现状,以及目前国内外甘蔗剥叶机械技术的研究情况。     

甘蔗破垄施肥盖膜机械化技术及效益分析

本文针对我国南方蔗区甘蔗收获后的宿根蔗地进行破垄、施肥与盖膜作业要求,阐述机械化破垄施肥盖膜技术原理。证明宿根蔗通过破垄施肥盖膜机械化行走拨叶、破垄、施肥、盖膜,可以达到切除宿根蔗蔸部分老根,增加土壤养分,保持土壤水分,利于宿根蔗新根系发达生长,促进低位芽萌发,蔗苗生长整齐粗壮,而且不易倒伏,从而提高宿根蔗产量,实际应用效果及经济效益显著。     

甘蔗收割机拨指式扶起机构的运动仿真

为了对倒伏甘蔗进行有效扶起,设计了甘蔗收割机拨指式扶起机构.通过对田间甘蔗倒伏状况进行分析,利用虚拟样机技术建立倒伏甘蔗的虚拟模型,并运用ADAMS软件对倒伏甘蔗的扶起过程进行了动力学模拟,得到了倒伏甘蔗扶起过程运动模型,观察了不同拨指转速下扶起机构对顺倒伏甘蔗的扶起效果.     

一刀切断甘蔗动力学仿真试验

采用ANSYS/LS-DYNA显式动力学仿真软件,建立甘蔗-切割器系统的动力学仿真模型,且进行了甘蔗切割物理试验验证。利用四因子二次通用旋转组合设计方法和甘蔗-切割器系统仿真模型进行一刀切断甘蔗的仿真试验,建立影响因素与切割力和剪应力的数学模型,研究了切割力和剪应力各影响因素及其交互作用的影响规律,且对影响因素进行优化,获得了一刀切断甘蔗时可靠性为95%的最佳切割力总区间。结果表明,刀片刃角为17.5°,切割角为27.73°,刀盘倾角为28°,切割速度为16 m/s时,可靠性为95%的最佳切割力范围为235.82~297.98 N。     

烟草田间起垄机作业适应性研究

对开沟式和盒式的1WG-6.3型自走式小型起垄机进行田间试验,并对其作业效益、作业效率及作业效果等指标进行测量及性能分析对比。结果表明:盒式起垄机每公顷平均油耗较低,作业效率较高,稳定性好,起垄效果较好,能满足烤烟种植起垄效果的农艺要求;开沟式起垄机能满足烤烟种植垄底宽、垄高的农艺要求,但不能满足烤烟种植垄基宽的农艺要求,且每公顷平均油耗较高,作业效率较低,稳定性较差,垄形一般。因此,盒式起垄机更能适应烟草田间起垄作业。     

甘蔗深耕犁体曲面的动力学仿真

利用ANSYS/LS-DYNA软件对甘蔗深耕犁的翻土过程进行动力学模拟仿真.根据犁体曲面生成原理,使用参数法建立犁体曲面的数学模型,并利用Pro/E软件建立犁体曲面的虚拟模型,在此基础上进行动力仿真分析,得到犁体曲面在翻土过程中犁耕阻力的变化曲线图.     

风作用甘蔗的动力学仿真模型

针对目前台风作用甘蔗动力学仿真研究中,风作用甘蔗的动力学仿真研究匮乏的问题,对甘蔗进行简化研究,利用测定的几何参数和CREO三维软件建立甘蔗几何模型,测定甘蔗物理力学特性参数,并建立了甘蔗材料模型。同时,建立了流场几何模型和材料模型,采用Hyper Mesh和LS-PrePost软件分别对甘蔗和流场模型进行网格划分,并定义边界条件和流固耦合控制参数;最后,利用LS-DYNA不可压缩流ICFD求解器和强耦合计算方法,考虑大涡模拟湍流模型,实现风与甘蔗的双向流固耦合作用,并对仿真模型精度进行物理验证。结果表明:该仿真模型的构建方法合理,可用于模拟风作用甘蔗的动力学过程,为台风-甘蔗和自然风-作物流固耦合系统动力学仿真建模提供依据。     

微耕机水田旋耕刀片切土作业过程动力学仿真

针对微耕机旋耕作业部件与水田土壤间的作用机理研究匮乏,作业过程出现碎土性能差、效率低、和功耗大等问题,以1WGQ4型微耕机为对象,采用有限元法(FEM)和光滑粒子流体动力学方法(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)的耦合方法,构建土壤-旋耕作业部件系统的动力学仿真模型,在细观上对旋耕作业部件刀片与水田土壤间的作用过程进行动力学分析。结果表明:构建的土壤-旋耕作业部件系统的动力学仿真模型精度高;水田旋耕刀片向后抛起的土壤少,与挡板碰撞破碎的土壤少,水田微耕机采用前耕后驱设计方案有利于提高其碎土性能。     

免耕圆盘刀破茬过程运动特性研究

免耕播种机被动防堵常采用圆盘刀来破茬,使得机具结构简单,减少了动土量,不破坏垄形。圆盘刀破茬过程中的运动特性对破茬装置作业性能具有重要影响。为此,建立了圆盘刀刀刃切割根茬部分的弧长方程,得出刀刃切割根茬弧长的变化规律,分析了圆盘刀半径和入土深度对破茬时间的影响,研究了圆盘刀滑移对破茬速度的影响,并对圆盘刀横向运动位移和速度的影响因素进行了探讨。该研究可为圆盘刀及免耕播种机的设计和应用提供参考。     

甘蔗收割机单圆盘切割器切割运动分析与仿真

为研究收割机单圆盘切割器运动对甘蔗切割质量的影响,提高切割器的切割质量,根据单圆盘切割器运动方程,结合甘蔗收割要求,建立单圆盘切割器不漏割一般条件式,对不漏割最大速比与切割器结构参数之间的关系进行分析,并利用机械动力学仿真分析软件ADAMS建立切割器连续切割多根甘蔗的运动学仿真模型,进行了刀片刃线上单点及刀片刃线的运动轨迹仿真分析研究,验证了不漏割一般条件式的正确性,为甘蔗收割机结构参数设计提供依据.     

单圆盘甘蔗切割系统不漏割运动学仿真分析

通过小型甘蔗收割机单圆盘切割系统运动方程、单圆盘切割系统不漏割以及刀盘与甘蔗不接触的一般条件式,结合甘蔗收割要求,建立了仿真试验模型;并对切割系统不漏割在ADAMS中进行运动学仿真,为小型甘蔗收割机切割系统结构参数和运动参数设计提供依据.     

甘蔗剥叶机离合器的合理选用

一、技术要求:1.接合动力要柔和、平稳;2.分离动力要彻底、干脆;3.安全性、可靠性好;4.具有一定的过载保护能力。     

单圆盘甘蔗切割器影响破头率的运动学仿真

利用有限元软件ANSYS对甘蔗切割进行有限元分析,制定了单圆盘甘蔗切割器切割甘蔗的坏切割状态判别标准,通过物理试验制定了刀盘压破蔗头的判别标准.利用动力学仿真分析软件ADAMS进行了切割器连续切割多根甘蔗的运动学仿真,定量研究了影响切割状态和压破蔗头的各因素及交互作用对破头率的影响机理.结果表明.小频率和小速比、小振幅和少刀片的组合有利于降低破头率,当频率、振幅为零,速比为24,倾角为15°,刀片数目为2片时破头率为6.7%.