微耕機(jī)旋耕彎刀刃型設(shè)計(jì)及功耗分析方法研究.pdf

1、農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展對(duì)解放農(nóng)村生產(chǎn)力、提高農(nóng)業(yè)耕作效率有著不可替代的作用。微耕機(jī)因其結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)動(dòng)靈巧以及良好的翻耕、切土能力和高效的作業(yè)方式被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)土壤的整耕中。微耕機(jī)旋耕彎刀能很好的循環(huán)切開并拋擲土壤,使土壤顆粒破碎而達(dá)到整耕的目的。然而,作為微耕機(jī)的核心工作部件,旋耕彎刀的設(shè)計(jì)直接影響微耕機(jī)的作業(yè)性能和工作功耗。為此,針對(duì)旋耕彎刀刃型設(shè)計(jì)不完善、切土功耗過大等問題開展彎刀的刃型設(shè)計(jì)理論及彎刀的切土機(jī)理研究對(duì)改善彎刀的切土性能、降

2、低微耕機(jī)的作業(yè)功耗、改良土壤結(jié)構(gòu)以及提高農(nóng)作物的產(chǎn)量有十分重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。本文主要研究內(nèi)容如下:
　?、倩诮馕鰩缀卫碚?在對(duì)比分析旋耕彎刀、直角刀和鑿型刀工作機(jī)理的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出旋耕彎刀的側(cè)切刃、過渡刃和正切刃的曲線方程;結(jié)合彎刀的刃口曲線特性建立彎刀刀尖運(yùn)動(dòng)軌跡方程,詳細(xì)分析彎刀的不同幾何參數(shù)對(duì)其工作性能的影響。
　　②結(jié)合土壤力學(xué)理論研究不同的土體失效模型及土體失效機(jī)理;深入分析彎刀切土?xí)r彎刀和土體的受力情

3、況,建立基于土體失效機(jī)理的旋耕彎刀受力模型;分析彎刀的等效靜力載荷和微耕機(jī)作業(yè)時(shí)的扭矩變化規(guī)律。
　?、垩芯繌澋肚型吝^程中刀刃各微段切土扭矩和刀面的摩擦阻力矩的影響關(guān)系,建立彎刀的切土功耗優(yōu)化模型;運(yùn)用遺傳算法求解確定彎刀的最佳幾何參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)。
　　④建立旋耕彎刀的三維模型,結(jié)合ABAQUS軟件中的Drucker-Prager土體本構(gòu)模型及黏土的剪切失效準(zhǔn)則建立旋耕彎刀切削土體的有限元模型;對(duì)彎刀的切土過程進(jìn)行數(shù)值模擬,