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基于东方蝼蛄爪趾的仿生旋耕刀设计与试验 被引量：18
1
作者 肖茂华 汪开鑫 +2 位作者 杨望 王伟臣 江丰 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期55-63,共9页
为了降低旋耕刀耕作时的能耗,本文基于东方蝼蛄前足爪趾轮廓拟合曲线的特征,利用逆向工程技术将东方蝼蛄前足爪趾1、2、3、4的轮廓曲线依次排列于IT245国标旋耕刀的正切刃与回转半径末端边缘,设计了仿生旋耕刀。建立南方粘湿土壤旋耕刀... 为了降低旋耕刀耕作时的能耗,本文基于东方蝼蛄前足爪趾轮廓拟合曲线的特征,利用逆向工程技术将东方蝼蛄前足爪趾1、2、3、4的轮廓曲线依次排列于IT245国标旋耕刀的正切刃与回转半径末端边缘,设计了仿生旋耕刀。建立南方粘湿土壤旋耕刀相互作用仿真模型,分析不同刀轴转速下国标旋耕刀、仿生旋耕刀扭矩和三向阻力的变化规律,结合室内土槽试验分析刀轴扭矩的变化趋势,验证离散元仿真模型的有效性。单刀受力仿真分析表明,仿生旋耕刀与国标旋耕刀的水平阻力、垂直阻力与侧向阻力均随着刀轴转速的增加而逐渐增大。在3种刀轴转速下,除侧向阻力以外,仿生旋耕刀受到的水平阻力与垂直阻力的最大值均比国标旋耕刀小。在刀轴转速150 r/min时,仿生旋耕刀较国标旋耕刀水平阻力与垂直阻力的最大值分别降低了9.91%与9.09%;在转速200 r/min时,分别降低了5.78%与9.74%;在转速250 r/min时,分别降低了4.95%与6.38%。土槽扭矩试验表明,仿生旋耕刀与国标旋耕刀的仿真值与试验值变化趋势相同,且随着刀轴转速的增加扭矩逐渐增大,最大相对误差为13.23%。在3种刀轴转速下,仿生旋耕刀较国标旋耕刀平均扭矩分别降低了10.53%、4.46%、3.49%。本研究可为旋耕刀减阻降耗和耕作能耗分析提供借鉴。 展开更多
关键词 东方蝼蛄 仿生 前足爪趾轮廓 旋耕刀 三向阻力 离散元
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基于液压机械传动扭矩比的HMCVT稳态传动效率研究 被引量：5
2
作者 张广庆 汪开鑫 +1 位作者 肖茂华 周明辉 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期533-541,共9页
针对176 kW拖拉机单排行星机构、两区段液压机械无级变速器(Hydro-mechanical continuously variable transmission,HMCVT)传动系统的稳态传动效率进行了分析。为揭示系统稳态特性与预测传动效率的变化规律,研究静液压传动系统(Hydrosta... 针对176 kW拖拉机单排行星机构、两区段液压机械无级变速器(Hydro-mechanical continuously variable transmission,HMCVT)传动系统的稳态传动效率进行了分析。为揭示系统稳态特性与预测传动效率的变化规律,研究静液压传动系统(Hydrostatic transmission system,HST)输入输出轴扭矩比变化规律,通过转换机构研究行星轮系(Epicyclic gear train,EGT)传动构件间扭矩比变化规律,构建HST流量连续性方程与变速器输入轴扭矩平衡方程并进行求解,使HST与EGT建立有机联系,最终获得HMCVT传动系统效率表达式。为验证该稳态传动效率表达式准确性,按照换挡策略对该HMCVT物理样机进行了10种工况台架试验。台架试验结果表明,该传动系在大负荷牵引作业时,除工况1、2外,传动效率均高于0.85。仿真与台架试验结果表明,仿真较好地反映了HMCVT传动系统稳态特性,最小排量比工况仿真误差约为4.7%,其余工况误差小于2%。 展开更多
关键词 液压机械无级变速器 传动效率 稳态 扭矩比
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农业机械故障诊断技术研究进展与趋势 被引量：4
3
作者 肖茂华 张亨通 +2 位作者 周爽 汪开鑫 令长兵 《南京农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期979-987,共9页
随着农业经济的快速发展和现代农业机械化水平的不断提高,农业机械逐渐趋于精密复杂化,从而对农业机械故障诊断技术的时效性和准确性提出更高的要求。机械故障诊断技术是农业机械领域一大关键技术,也是目前农业机械领域研究的热点。本... 随着农业经济的快速发展和现代农业机械化水平的不断提高,农业机械逐渐趋于精密复杂化,从而对农业机械故障诊断技术的时效性和准确性提出更高的要求。机械故障诊断技术是农业机械领域一大关键技术,也是目前农业机械领域研究的热点。本文以已有的理论知识为基础,结合国内、外文献对农业机械故障诊断技术进行综合阐述,详细介绍振动监测、油样分析、噪声监测和红外测温4大机械故障诊断技术的研究现状以及机械故障诊断技术的时频域信号分析方法,最后通过通用机械诊断技术的引入、智能化诊断技术在农业机械故障诊断中应用程度的不断提高、多种诊断技术的协调发展3个方面指出了农业机械故障诊断技术的发展趋势。本文为进一步发展农业机械故障诊断技术提供参考。 展开更多
关键词 农业机械 故障诊断技术 研究现状 发展趋势
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自激振动旋耕刀设计与减扭降耗性能分析 被引量：1
4
作者 肖茂华 钮约 +3 位作者 汪开鑫 朱烨均 周俊博 马如清 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期52-63,共12页
为实现旋耕作业减扭降耗,在国标IT245旋耕刀基础上设计了一种自激振动旋耕刀装置,对其工作原理进行了阐述。通过运动受力分析,完成了其大弹簧参数选型与弹簧心轴腰型孔设计。基于DEM-MBD技术,建立土壤-旋耕刀相互作用仿真模型,分析5种... 为实现旋耕作业减扭降耗,在国标IT245旋耕刀基础上设计了一种自激振动旋耕刀装置,对其工作原理进行了阐述。通过运动受力分析,完成了其大弹簧参数选型与弹簧心轴腰型孔设计。基于DEM-MBD技术,建立土壤-旋耕刀相互作用仿真模型,分析5种刀轴转速下国标旋耕刀与自激振动旋耕刀所受三向阻力与扭矩变化规律。仿真试验中,刀轴转速为150、200 r/min时,减阻降扭效果不明显;转速为250、300 r/min时,自激振动旋耕刀相比国标旋耕刀的减阻降扭效果较好,垂向阻力分别降低6.96%、10.41%,且平均扭矩降低率较大,分别为9.80%和19.63%,而转速达到350 r/min时,减阻降扭效果下降。通过对2种旋耕刀仿真与土槽试验的平均扭矩进行分析,得出了国标旋耕刀与自激振动旋耕刀平均扭矩变化曲线的相关系数,分别为0.997与0.998,基本验证了DEM-MBD耦合仿真模型的准确性。对土槽试验中采集的Y向(耕作时刀刃振动主要发生方向)振动加速度数据进行频域分析表明,随着刀轴转速的增加,Y向功率谱密度幅值总体呈上升趋势,转速达到300 r/min时,激振频率达到装置Y向的固有频率附近,此时发生共振,Y向功率谱密度幅值达到最大值。即此时旋耕刀获得最大能量,扭矩降低幅度最大,减扭降耗的效果最佳。 展开更多
关键词 自激振动旋耕刀 减扭 DEM-MBD耦合 频域分析 功率谱密度
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