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基于离散元法的旋耕过程土壤运动行为分析 被引量：120
1
作者 方会敏 姬长英 +3 位作者 Farman Ali Chandio 郭俊 张庆怡 Chaudhry Arslan 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期22-28,共7页
土壤与耕作部件间的相互作用规律是设计和选用土壤耕作部件的基础。研究土壤和耕作部件间的相互作用规律就是要研究耕作部件对土壤产生的作用和它们之间的作用力,首先必须探讨耕作部件工作时土壤运动规律和施加于土壤的作用力。为此本... 土壤与耕作部件间的相互作用规律是设计和选用土壤耕作部件的基础。研究土壤和耕作部件间的相互作用规律就是要研究耕作部件对土壤产生的作用和它们之间的作用力,首先必须探讨耕作部件工作时土壤运动规律和施加于土壤的作用力。为此本文建立基于离散元方法的旋耕工作模型;对比分析实验与仿真的土壤位移:在土槽实验中采用示踪块方法测量土壤位移,仿真中通过追踪表层土壤颗粒的运动获得仿真位移;利用实验和仿真数据对土壤位移和运动机理进行分析。结果表明:土壤水平和侧向位移都随着转速增加呈现增加的趋势;土壤的水平运动位移总是大于同转速下的侧向位移。浅层土壤颗粒的运动位移最大,中层土壤次之,深层土壤最小。较深位置的土壤,距离旋转中心越近的土壤颗粒水平位移和侧向位移越大。在旋耕刀切土范围内的土壤,有向相反方向运动趋势的浅、中、深层颗粒比例分别为26.2%、72.1%、48.4%。在水平力作用下,大部分土壤颗粒随着旋耕刀切土有向后运动的行为;土壤在开始时刻的侧向受力和侧向运动方向,由颗粒的侧向位置是否偏离侧切刃轴线决定,位于侧切刃轴线左侧的颗粒,则其侧向力向左,反之亦然;土壤在垂直方向先随着刀具入土向下运动,然后滑出刀刃边界被抛起。本文建立的仿真模型得到的土壤水平位移和侧向位移与相应实验值的误差为24.9%和15.3%。本文运用离散元法进行旋耕过程中土壤宏观和细观运动行为的分析,有助于理解旋耕刀与土壤的相互作用机理,为旋耕机械的设计与优化提供理论依据。 展开更多
关键词 旋耕刀 土壤运动 离散元仿真 运动机理
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秸秆-土壤-旋耕刀系统中秸秆位移仿真分析 被引量：106
2
作者 方会敏 姬长英 +2 位作者 Ahmed Ali Tagar 张庆怡 郭俊 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期60-67,共8页
秸秆-土壤-旋耕刀之间的相互作用机理对于分析耕作过程有着重要作用。为研究秸秆-土壤-旋耕刀的宏观及微观相互作用,对系统中的秸秆位移进行了仿真分析。首先建立了秸秆-土壤-旋耕刀相互作用的三维离散元模型;其次,对仿真结果与室内土... 秸秆-土壤-旋耕刀之间的相互作用机理对于分析耕作过程有着重要作用。为研究秸秆-土壤-旋耕刀的宏观及微观相互作用,对系统中的秸秆位移进行了仿真分析。首先建立了秸秆-土壤-旋耕刀相互作用的三维离散元模型;其次,对仿真结果与室内土槽实验结果进行对比分析,在土槽实验中采用示踪器方法测量秸秆位移;仿真中导出每个时刻的秸秆位置用来描述秸秆仿真位移;最后,利用仿真数据对秸秆位移进行三维分析。实验和仿真都在恒定前进速度0.222 m/s和耕深100 mm及4种转速(77、100、123、146 r/min)下进行。实验与仿真结果皆显示秸秆位移随着转速增加呈现增加的趋势;秸秆的水平运动位移总是大于同转速下的侧向位移;高转速下的实验与仿真位移误差约为40%,低转速下为70%。利用拟合的误差方程和仿真值可以估算秸秆的水平和侧向位移值,估算值与实验值误差为8.7%和9.3%。通过追踪不同位置的秸秆颗粒发现:初始位置不同的秸秆颗粒具有不同的运动:位于正切刃内侧的秸秆在刀刃切开土壤时,沿正切刃边缘滑出;而位于侧切刃下方的秸秆在开始时被侧切刃挤压随刀刃一起运动,而后随土壤一起被抛起;远离旋耕刀工作范围的秸秆,则因受土壤扰动影响而仅有微小的位移。紧靠侧切刃及过渡刃周围的秸秆颗粒在考察时间段内被直接旋耕入土。可以利用秸秆的垂直方向受力情况,优化旋耕刀刃口曲线提高秸秆在旋耕过程中直接入土的比例;还可以整合秸秆水平和侧向位移及分布,寻找最优工作参数使秸秆在3个方向都能均匀分散,从而提高秸秆分布均匀度。 展开更多
关键词 旋耕刀 秸秆运动 离散元仿真 微观分析
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基于离散元法的旋耕刀受力分析 被引量：60
3
作者 方会敏 姬长英 +1 位作者 张庆怡 郭俊 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第21期54-59,共6页
为分析旋耕刀在有秸秆覆盖和无秸秆覆盖土壤中工作时的受力情况,该文采用离散元法构建土壤-旋耕刀相互作用和秸秆-土壤-旋耕刀相互作用的三维离散元模型。在土槽试验中采用扭矩传感器测量旋耕刀所受扭矩,在仿真中导出每个时刻旋耕刀受... 为分析旋耕刀在有秸秆覆盖和无秸秆覆盖土壤中工作时的受力情况,该文采用离散元法构建土壤-旋耕刀相互作用和秸秆-土壤-旋耕刀相互作用的三维离散元模型。在土槽试验中采用扭矩传感器测量旋耕刀所受扭矩,在仿真中导出每个时刻旋耕刀受到的扭矩和力数据,试验和仿真都在恒定前进速度0.222 m/s和耕作深度100 mm及4种转速77、100、123、146 r/min下进行。结果显示旋耕刀最大扭矩值随着转速增加呈现增加的趋势;在无秸秆覆盖土壤中,试验值与仿真值的相对误差为16.3%;在有秸秆覆盖土壤中二者相对误差为19.1%。耕作过程中旋耕刀所受合力、水平力及侧向力都呈现先升后降的趋势;合力、水平力和垂直力的最大值,都随着转速的增加而增加。旋耕刀刚开始切土时,在有秸秆覆盖的土壤中受到的阻力总比无秸秆覆盖的土壤中所受阻力要大;之后旋耕刀在有秸秆覆盖的土壤中受到的最大力要大于在无秸秆覆盖的土壤中受到的最大力。仿真的水平力和垂直力与旋耕刀理论模型计算得到的旋耕刀水平力和垂直力变化一致。利用离散元法研究旋耕刀切土过程,对探讨刀具与土壤的相互作用机理及设计和优化高秸秆含量土壤中工作的耕作机械具有重要意义。 展开更多
关键词 农业机械 扭矩 秸秆 土壤 力 旋耕刀 离散单元法
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基于离散元法的旋耕刀三向工作阻力仿真分析与试验 被引量：58
4
作者 熊平原 杨洲 +3 位作者 孙志全 张倩倩 黄杨清 张卓伟 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第18期113-121,共9页
为分析旋耕刀所受三向工作阻力及其变化规律,该文通过实测南方果园土壤颗粒参数,逆向重构旋耕刀三维实体,基于离散元颗粒接触理论,构建了适应南方土质环境的旋耕刀-土壤相互作用仿真模型。土槽扭矩对比试验表明,仿真值与试验值的变化趋... 为分析旋耕刀所受三向工作阻力及其变化规律,该文通过实测南方果园土壤颗粒参数,逆向重构旋耕刀三维实体,基于离散元颗粒接触理论,构建了适应南方土质环境的旋耕刀-土壤相互作用仿真模型。土槽扭矩对比试验表明,仿真值与试验值的变化趋势相同,扭矩均随转速增加而变大,最大相对误差10%;扭矩先从0增加到某个最大值,接着逐步减小到一个低值,随后又快速增加到一个高值,最后回落,该变化过程同旋耕刀与土壤之间的接触状态相关。单刀受力仿真分析表明,水平阻力方向与前进方向相同,侧向阻力方向为由刀具弯折区内侧面指向刀体,垂直阻力方向为先垂直土面向上后转为向下;水平阻力和侧向阻力在最大耕深处出现最大值,而垂直阻力在入土后转动约30°时出现最大值;水平阻力和垂直阻力的仿真波形与理论计算、土槽试验结果比照表明,对应曲线的变化趋势基本一致,且仿真结果与土槽试验结果更为接近,水平阻力相对误差为11.3%,垂直阻力相对误差为16.8%;水平阻力最大值大于侧向和垂直方向阻力最大值,水平阻力是功率消耗的主要因素;随着转速的增加,3个方向阻力最大值均增大,当转速高于250 r/min时,增速加快;侧向阻力和垂直阻力随前进速度增加而平稳增大,水平阻力却出现下滑趋势;耕深对三向阻力的影响比较显著,增加耕深会急剧增大三向阻力值。相关试验数据可为旋耕机能耗分析、机体作业振动及刀片磨损等研究提供参考。 展开更多
关键词 农业机械 土壤 计算机仿真 旋耕刀 三向阻力 离散元法
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正、反转旋耕刀性能分析及切土扭矩比较试验 被引量：41
5
作者 丁为民 王耀华 彭嵩植 《南京农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期113-117,共5页
通过建立适当的坐标系 ,把正、反转旋耕刀的运动统一起来 ,用同一个方程表示 ,二者只是在不同的切土范围内工作。用这种方法对正、反转旋耕刀的不同特性进行了分析比较 ,可知在同样结构参数和运动参数条件下 ,反转旋耕刀能以较低的转速... 通过建立适当的坐标系 ,把正、反转旋耕刀的运动统一起来 ,用同一个方程表示 ,二者只是在不同的切土范围内工作。用这种方法对正、反转旋耕刀的不同特性进行了分析比较 ,可知在同样结构参数和运动参数条件下 ,反转旋耕刀能以较低的转速获得较高的切削速度。对ⅠS2 2 5、ⅡS2 2 5和T140三种正、反转旋耕刀进行了单刀切土扭矩对比试验 ,结果表明 ,在旋耕速度比值较大、切土角变化的影响较小时 ,反转旋耕刀的切土扭矩小于正转旋耕刀 ;但切土角对旋耕刀切土扭矩的影响很大 。 展开更多
关键词 反转旋耕 旋耕刀 切土扭矩 正转旋耕 旋耕机 运动分析 性能 比较试验
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旋耕刀三向工作阻力试验及作业参数优化 被引量：23
6
作者 熊平原 杨洲 +3 位作者 孙志全 朱卿创 朱正波 谷峣 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第19期51-58,共8页
以普通C型旋耕弯刀为研究对象,分析了影响刀具三向工作阻力的作业因素,确定了刀具弯折角A、刀具幅宽B、耕深C、相位角D、前进速度E等主要试验因素,以单位幅宽工作阻力为试验指标。在试验土槽模拟南方红壤黏土环境,进行L_(18)(3~7)正交试... 以普通C型旋耕弯刀为研究对象,分析了影响刀具三向工作阻力的作业因素,确定了刀具弯折角A、刀具幅宽B、耕深C、相位角D、前进速度E等主要试验因素,以单位幅宽工作阻力为试验指标。在试验土槽模拟南方红壤黏土环境,进行L_(18)(3~7)正交试验,对试验结果进行极差分析、显著性检验、k值分析及线性回归建模。结果表明试验因素对单位幅宽前进阻力影响主次顺序为C、B、D、A、E,其中B和C影响等级相当,A和D影响等级相当,B、C影响具有显著性(P<0.05);对单位幅宽垂直阻力影响主次顺序为A、C、D、B、E,其中A、B、C、D影响等级相当,具有显著性(P<0.05);对单位幅宽侧向阻力影响主次顺序为D、C、A、B、E,其中C、D、A影响等级相当,但不具显著性;综合分析得最优工作组合模型为弯折角120°,刀具幅宽80 mm,耕深80 mm,前进速度0.5 m/s。田间旋耕对比试验表明:采用优化组合模型时,手扶式旋耕机的刀轴转矩、振幅分别降低了12%和21%,整刀磨损量增加,但单位幅宽磨损量却降低了16%,碎土率和耕深稳定系数均有所提高。该研究为降低旋耕机作业能耗、减少刀具磨损及提高机具稳定性提供参考。 展开更多
关键词 农业机械 优化 设计 旋耕刀 三向阻力 室内土槽
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基于ANSYS微型旋耕机旋耕弯刀的应力仿真 被引量：21
7
作者 葛云 吴雪飞 +1 位作者 王磊 宋海堂 《石河子大学学报（自然科学版）》 CAS 2007年第5期627-629,共3页
旋耕弯刀是微型旋耕机的主要工作部件,为保证其在承受外载荷时不发生残余变形和过量的弹性变形,应提高旋耕弯刀强度计算的精确度。采用美国ANSYS软件,给出了旋耕弯刀应力计算的有限元力学模型,计算出所选关键点的应力大小及旋耕弯刀的... 旋耕弯刀是微型旋耕机的主要工作部件,为保证其在承受外载荷时不发生残余变形和过量的弹性变形,应提高旋耕弯刀强度计算的精确度。采用美国ANSYS软件,给出了旋耕弯刀应力计算的有限元力学模型,计算出所选关键点的应力大小及旋耕弯刀的应力分布规律,得出了应力集中的位置,同时也提高了产品的设计可靠性,降低了产品的原材消耗。 展开更多
关键词 应力仿真 ANSYS 有效应力 旋耕弯刀
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Fe-Cr-C-V等离子堆焊层改善旋耕刀耐磨性和冲击韧性 被引量：18
8
作者 郝建军 杨泽宇 +2 位作者 马璐萍 赵建国 刘敬春 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期24-30,共7页
为解决农机触土部件耐磨性差、失效频繁等问题,该文采用等离子堆焊技术在65Mn钢基体上制备Fe-Cr-C-V堆焊层;利用金相显微镜、X射线衍射仪分析了堆焊层的显微组织和物相构成;利用显微硬度计、往复式摩擦磨损试验机、自制土槽磨损试验机... 为解决农机触土部件耐磨性差、失效频繁等问题,该文采用等离子堆焊技术在65Mn钢基体上制备Fe-Cr-C-V堆焊层;利用金相显微镜、X射线衍射仪分析了堆焊层的显微组织和物相构成;利用显微硬度计、往复式摩擦磨损试验机、自制土槽磨损试验机、冲击试验机等设备测试了堆焊层的显微硬度、耐磨性及冲击韧性。结果表明,堆焊层与基体呈良好的冶金结合,Fe-Cr-C-V堆焊层主要由α-Fe、Cr7C3、M7C3([Fe,Cr]7C3)、Fe-Cr固溶体、VC等组成。与65Mn淬火钢相比,Fe-Cr-C-V堆焊层的维氏硬度提高了75%,磨损质量降低了约67%。与Fe-Cr-C堆焊层相比,Fe-Cr-C-V堆焊层维氏硬度提高了HV0.5100,冲击韧性提高了21%。与常用的65Mn铲尖相比,有Fe-Cr-C-V堆焊层的深松铲铲尖磨损质量减少了78%,与常用60Si2Mn旋耕刀相比,有Fe-Cr-C-V堆焊层的旋耕刀平均磨损质量减小约50%。该研究可为延长旋耕刀使用寿命提供参考。 展开更多
关键词 复合涂层 显微结构 等离子 旋耕刀 Fe-Cr-C-V堆焊层 耐磨性 冲击韧性
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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
9
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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旋耕刀用65Mn钢表面渗铬工艺优化及其耐磨性研究 被引量：15
10
作者 赵玉凤 王宏宇 +2 位作者 王荣 陈康敏 袁晓明 《农机化研究》 北大核心 2012年第10期156-160,共5页
针对大耕深旋耕作业对旋耕刀提出的表硬心韧的要求,将表面渗铬处理引入旋耕刀制造中,以渗层厚度和表面硬度为评价指标,优化了旋耕刀用65Mn钢的渗铬工艺参数,考察了最优工艺参数下渗铬层的摩擦磨损性能,并与旋耕刀现有工艺(淬火+低温回... 针对大耕深旋耕作业对旋耕刀提出的表硬心韧的要求,将表面渗铬处理引入旋耕刀制造中,以渗层厚度和表面硬度为评价指标,优化了旋耕刀用65Mn钢的渗铬工艺参数,考察了最优工艺参数下渗铬层的摩擦磨损性能,并与旋耕刀现有工艺(淬火+低温回火处理)进行了比较。研究表明:在一定实验条件下,65Mn钢表面渗铬处理的最优工艺为950℃×9h;经渗铬处理后,65Mn钢表面形成厚度达14.7μm、硬度达1 786.8 HV0.1的连续且致密的渗铬层,其耐磨性较65Mn钢淬火+低温回火处理提高了近1倍。 展开更多
关键词 旋耕刀 工艺优化 耐磨性 65MN钢 渗铬处理
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旋耕弯刀正切刃展开线的计算与模拟 被引量：12
11
作者 丁为民 王耀华 彭嵩植 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期104-106,共3页
正切刃是旋耕刀的重要组成部分。为保证正切刃的设计要求 ,获得正确的展开线 ,按照旋耕刀的生产制造工艺 ,推导了正切刃的展开线方程。根据方程可计算出展开线上各点的坐标 ,并能用偏心圆进行拟合 ,用圆弧替代不规则曲线 ,便于制造加工... 正切刃是旋耕刀的重要组成部分。为保证正切刃的设计要求 ,获得正确的展开线 ,按照旋耕刀的生产制造工艺 ,推导了正切刃的展开线方程。根据方程可计算出展开线上各点的坐标 ,并能用偏心圆进行拟合 ,用圆弧替代不规则曲线 ,便于制造加工和检验。结果表明 ,用偏心圆模拟正切刃展开线 ,其误差很小 ,符合国家标准。 展开更多
关键词 旋耕刀 正切刃 展开线 偏心圆
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基于ANSYS/LS——DYNA的旋耕刀强度和功耗研究 被引量：13
12
作者 刘谦文 杨有刚 《中国农机化学报》 2017年第6期16-19,共4页
目前,旋耕刀的功耗研究主要基于ANSYS/LS—DYNA进行,旋耕刀强度分析则主要通过静力学分析完成,这与刀具实际工作时的受力状态仍有一定的差距。因此,为同时得到旋耕刀切削土壤过程中刀具应力的动态变化、刀具切削力及切土功率,利用ANSYS... 目前,旋耕刀的功耗研究主要基于ANSYS/LS—DYNA进行,旋耕刀强度分析则主要通过静力学分析完成,这与刀具实际工作时的受力状态仍有一定的差距。因此,为同时得到旋耕刀切削土壤过程中刀具应力的动态变化、刀具切削力及切土功率,利用ANSYS/LS—DYNA,采用单元组合法,对旋耕弯刀切削土壤的过程进行数值模拟。数值仿真结果表明:切削过程稳定进行时,刀具所受应力最大值为5.67×10~8 Pa,刀具与刀座的连接处容易产生应力集中,刀具的最大切削力为433.9N,由刀具转动时受到的最大扭矩求得切土峰值功率为1.66kW,与理论分析得到的刀具切削力和切土功率相近。研究结果为旋耕刀的结构参数优化设计提供指导并为旋转耕作类机械切削土壤的数值模拟仿真提供参考。 展开更多
关键词 旋耕刀 强度分析 显式动力学 土壤切削
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基于SPH算法的立式旋耕刀土壤切削仿真模拟 被引量：13
13
作者 韩煜杰 李云伍 +2 位作者 赵华慧 陈浩 刘得雄 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期150-155,共6页
立式旋耕是丘陵山地改善土壤结构、增加耕作深度的耕作方式之一,为研究立式旋耕刀与土壤切削的作用机理,优化刀片结构达到减阻降耗的目的,利用ANSYS/LS-DYNA软件并采用SPH方法对旋耕刀进行有限元动态仿真,对3种不同螺旋线型的刀片进行... 立式旋耕是丘陵山地改善土壤结构、增加耕作深度的耕作方式之一,为研究立式旋耕刀与土壤切削的作用机理,优化刀片结构达到减阻降耗的目的,利用ANSYS/LS-DYNA软件并采用SPH方法对旋耕刀进行有限元动态仿真,对3种不同螺旋线型的刀片进行对比分析.根据仿真结果分析了旋耕刀的切削阻力和切削功率变化规律,最终选用的B刀片比A刀片切削阻力降低9.42%,切削功率降低14.02%,并对B旋耕刀进行田间实验,其功率和扭矩与仿真分析结论一致. 展开更多
关键词 旋耕刀 SPH 土壤切削 减阻降耗
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一种小型茶园中耕机的研制 被引量：13
14
作者 杨拥军 陈力航 +2 位作者 喻季红 刘伟英 罗意 《茶叶通讯》 2011年第4期11-14,共4页
该小型茶园中耕机主要针对我国南方茶园机械耕作过程中茶树树枝阻碍及枯枝、杂草缠绕实际情况,在烟草作物中耕机基础上进行的改进设计。本设计方案通过在旋耕刀旋转机构上方安装一组与之相对应的静刀片,通过静刀与动刀相互之间的间隙配... 该小型茶园中耕机主要针对我国南方茶园机械耕作过程中茶树树枝阻碍及枯枝、杂草缠绕实际情况,在烟草作物中耕机基础上进行的改进设计。本设计方案通过在旋耕刀旋转机构上方安装一组与之相对应的静刀片,通过静刀与动刀相互之间的间隙配合,利用静刀片上的锯齿形切刀将缠在旋耕刀上的杂草切断,再通过旋耕刀的翻转作业,将切断的草渣和短碎枯枝埋入土壤,该机同时采用了流线型整体罩壳的设计,进一步减小中耕机工作过程中的行进阻力,保证工作过程连续、流畅。 展开更多
关键词 茶园 中耕机 旋耕刀 整体罩壳
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基于ANSYS Workbench的微耕机用旋耕弯刀有限元分析 被引量：13
15
作者 牛坡 杨玲 +3 位作者 张引航 高博 李云伍 杨明金 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期162-167,共6页
运用Pro/E软件建立微耕机用旋耕弯刀三维模型,基于ANSYS Workbench对旋耕弯刀进行有限元分析,提取旋耕弯刀最大总变形、最大弹塑性应变、最大应力和疲劳寿命等特征参数值,获得弯折角和工作幅宽与特征参数关系曲线,并对特征参数值进行综... 运用Pro/E软件建立微耕机用旋耕弯刀三维模型,基于ANSYS Workbench对旋耕弯刀进行有限元分析,提取旋耕弯刀最大总变形、最大弹塑性应变、最大应力和疲劳寿命等特征参数值,获得弯折角和工作幅宽与特征参数关系曲线,并对特征参数值进行综合评价和相关性分析.结果表明:旋耕弯刀最大弹塑性应变、最大应力和最小疲劳寿命的位置与旋耕弯刀实际工作时的断裂位置一致;当旋耕弯刀工作幅宽为40 mm,弯折角在115°到125°范围内时,弯折角与旋耕弯刀力学性能之间的相关性高度显著;当旋耕弯刀弯折角为120°,工作幅宽在35到45mm范围内时,工作幅宽与旋耕弯刀力学性能之间的相关性不显著. 展开更多
关键词 旋耕弯刀 有限元分析 综合评价 微耕机
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斜置旋耕刀滑切角及其方程 被引量：12
16
作者 丁为民 徐志刚 汪小函 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期49-53,共5页
分析了斜置旋耕刀滑切角并指出 :斜置时旋耕刀的静态滑切角与正置时相同 ;斜置旋耕刀侧切刃动态滑切角是速度矢量与刃口曲线法平面之间的夹角 ,侧切刃的动态和静态滑切角之间不存在相差Δτ的关系。推导了斜置旋耕刀滑切角方程 ,可知正... 分析了斜置旋耕刀滑切角并指出 :斜置时旋耕刀的静态滑切角与正置时相同 ;斜置旋耕刀侧切刃动态滑切角是速度矢量与刃口曲线法平面之间的夹角 ,侧切刃的动态和静态滑切角之间不存在相差Δτ的关系。推导了斜置旋耕刀滑切角方程 ,可知正置旋耕是斜置旋耕的特例。计算表明 :斜置旋耕刀正切刃的动态滑切角小于正置 ,侧切刃动态滑切角的大小介于正置之间、变化范围小于正置的 ;不论正切刃还是侧切刃 。 展开更多
关键词 斜置旋耕刀 方程 滑切角 斜置旋耕
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旋耕刀Fe/WC/CeO_(2)等离子堆焊层制备及其组织性能 被引量：12
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作者 郝建军 占志国 +3 位作者 侯俊英 赵建国 刘敬春 殷常峰 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第24期1-8,共8页
针对农业触土部件因耐磨性能差、冲击韧性低而导致刀具寿命短、失效频繁等问题,采用等离子堆焊技术在Q235钢基材上成功制备了Fe/WC/CeO_(2)金属陶瓷复合涂层,分析了CeO_(2)对Fe/WC/CeO_(2)金属陶瓷复合涂层性能的影响及其对涂层的作用... 针对农业触土部件因耐磨性能差、冲击韧性低而导致刀具寿命短、失效频繁等问题,采用等离子堆焊技术在Q235钢基材上成功制备了Fe/WC/CeO_(2)金属陶瓷复合涂层,分析了CeO_(2)对Fe/WC/CeO_(2)金属陶瓷复合涂层性能的影响及其对涂层的作用机理。以堆焊电流、堆焊速度、送粉速率、堆焊距离为试验因素,磨损量为评价指标,通过正交试验优化了Fe/WC/CeO_(2)等离子堆焊层制备工艺参数:堆焊电流50 A,堆焊距离5 mm,堆焊速度15 cm/min,送粉速率25 g/min。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱仪分析了堆焊层显微组织、物相组成,采用维氏显微硬度计、摩擦磨损试验机、冲击试验机、土槽试验台等测试了堆焊层显微硬度、耐磨性和冲击韧性,利用电化学工作站分析了堆焊层的耐蚀性。结果表明,堆焊层与基体呈良好的冶金结合,涂层主要有鱼骨状、长杆状、球状、六方形状等组织构成,堆焊层主要由γ-Fe、Fe-Cr-Ni固溶体、WC、M_(7)C_(3)、Cr_(7)C_(3)、Cr_(23)C_(6)、W_(2)C等物相组成。与Fe/WC堆焊层相比,Fe/WC/CeO_(2)堆焊层平均显微硬度提高22%,冲击韧性提高29%。土槽试验与田间试验表明,与65Mn旋耕刀相比,Fe/WC/CeO_(2)堆焊层旋耕刀的磨损量分别降低71%和65%;与Fe/WC堆焊层旋耕刀相比,Fe/WC/CeO_(2)堆焊层旋耕刀的磨损量分别降低17%和15%。Fe/WC/CeO_(2)堆焊层具有较好的耐磨、耐蚀和耐冲击综合性能,研究结果可为犁铧、深松铲等农业触土部件强化提供参考。 展开更多
关键词 显微结构 性能 等离子堆焊 堆焊层 旋耕刀
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立式旋耕机旋刀系统的设计及受力分析 被引量：12
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作者 曹丽芳 张闯闯 +2 位作者 张峻晖 刘存祥 赵皓 《农机化研究》 北大核心 2018年第8期47-51,共5页
为达到土壤局部覆盖、蓄水保墒、节约资源和增产增收的目的,设计了一种Y型立式旋耕机的旋耕刀系统,并阐述了其结构组成及工作原理。通过Solid Works软件对旋耕刀进行了结构设计,应用作图法对旋耕刀结构参数进行了分析。通过对单把立式... 为达到土壤局部覆盖、蓄水保墒、节约资源和增产增收的目的,设计了一种Y型立式旋耕机的旋耕刀系统,并阐述了其结构组成及工作原理。通过Solid Works软件对旋耕刀进行了结构设计,应用作图法对旋耕刀结构参数进行了分析。通过对单把立式旋耕刀的受力分析可知,立式旋耕刀在稳定切削土壤时的切向阻力主要由单把立式旋耕刀的动态切削阻力和扰动阻力组成。将模型导入仿真软件ADAMS中,模拟出立式旋耕刀的运动轨迹为余摆线,通过添加参数,模拟出单把立式旋耕刀的动态切削阻力、扰动阻力和切削阻力的变化曲线,得到旋耕刀的切削过程是一个周期性的变化过程,并对单把立式旋耕刀的切向阻力进行了分析。 展开更多
关键词 旋耕刀 立式 受力分析 仿真
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基于ANSYS的大耕深旋耕刀结构优化设计 被引量：12
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作者 王荣 王宏宇 +2 位作者 金镜 袁晓明 曹秀洪 《农机化研究》 北大核心 2015年第5期136-139,共4页
通过对现有 R245旋耕刀的建模及静力学分析，以旋耕刀主导用材之一65Mn 的屈服强度为依据，确定了R245旋耕刀所承受的极限载荷与工作载荷。采用等比例放大的方法，以 GB／T5669－2008规定的 R245旋耕刀结构为基础，设计了刀尖回转半径为... 通过对现有 R245旋耕刀的建模及静力学分析，以旋耕刀主导用材之一65Mn 的屈服强度为依据，确定了R245旋耕刀所承受的极限载荷与工作载荷。采用等比例放大的方法，以 GB／T5669－2008规定的 R245旋耕刀结构为基础，设计了刀尖回转半径为300mm 旋耕刀（其耕深可达20～22cm），同时以同比例放大确定了 R300旋耕刀的极限载荷与工作载荷，基于 ANSYS 软件对所设计的 R 300旋耕刀在工作载荷下的应力场进行了模拟，并基于模拟结果重点对其刀刀柄尺寸进行了优化。结果表明：当刀柄厚度增加到25mm、刀柄宽度增加到40mm后，R300旋耕刀不仅在工作载荷下不会失效而且在极限载荷下也不会失效。 展开更多
关键词 旋耕刀 大耕深 优化设计 刀柄尺寸
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基于ANSYS Workbench的微耕机旋耕刀有限元分析 被引量：12
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作者 朱留宪 杨玲 +2 位作者 朱超 武友德 杨明金 《机械研究与应用》 2014年第1期88-89,共2页
以微耕机旋耕刀为研究对象,运用Pro/E软件建立了旋耕刀的三维模型,基于ANSYS Workbench有限元分析软件对旋耕刀进行了应力、变形、应变分析。分析结果表明:旋耕刀总变形最大处在旋耕刀的正切部,表明正切部刚度最差;旋耕刀最大应力与应... 以微耕机旋耕刀为研究对象,运用Pro/E软件建立了旋耕刀的三维模型,基于ANSYS Workbench有限元分析软件对旋耕刀进行了应力、变形、应变分析。分析结果表明:旋耕刀总变形最大处在旋耕刀的正切部,表明正切部刚度最差;旋耕刀最大应力与应变区域在刀柄与刀背连接处,与实际工作过程中旋耕刀断裂处一致,验证了有限元分析的可靠性,为旋耕刀的进一步优化设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 微耕机 旋耕刀 ANSYS WORKBENCH 有限元
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