东北地区农机滚动触土部件仿生减粘技术的研究

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作者 郭宇超 李媛媛 《河北农机》 2025年第6期72-74,共3页

东北地区作为我国重要的粮食生产基地,其农业机械化水平不断提升,农机滚动触土部件在农业生产中发挥着重要作用。本文深入探讨了东北地区农机滚动触土部件仿生减粘技术的研究现状与应用前景,从土壤动物体表特征、分泌物特性及柔性运动... 东北地区作为我国重要的粮食生产基地,其农业机械化水平不断提升,农机滚动触土部件在农业生产中发挥着重要作用。本文深入探讨了东北地区农机滚动触土部件仿生减粘技术的研究现状与应用前景,从土壤动物体表特征、分泌物特性及柔性运动特征三个方面对仿生脱附减粘技术进行了分类,分析了不同仿生方式的代表性土壤动物减粘原理以及与之相对应的仿生部件设计和应用效果。研究结果指出,通过模仿土壤动物的非光滑体表、体表分泌物及柔性运动特性,可以显著降低农机滚动触土部件与土壤之间的粘附力,提高作业效率,降低能耗,延长部件使用寿命。本文还探讨了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)等新型材料在农机滚动触土部件仿生减粘技术中的应用,为农机装备的节能增效提供了新的研究方向。 展开更多

关键词 农机滚动触土部件 仿生减粘技术 东北地区 非光滑体表 体表分泌物

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三维空间土壤-触土部件相互作用SPH模型与试验验证

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作者 任逸 方瀚祯 +3 位作者 刘航 刘鹏 李守太 胡嫚 《农业工程学报》 北大核心 2025年第3期53-62,共10页

触土部件在耕作、翻土和深松等作业中发挥着关键作用。然而,传统的力学分析方法难以准确量化土壤微观运动形态及三维空间中土壤-触土部件相互作用,在一定程度上限制了耕作效果的评估和触土部件的设计优化。该文采用光滑粒子流体动力学(s... 触土部件在耕作、翻土和深松等作业中发挥着关键作用。然而,传统的力学分析方法难以准确量化土壤微观运动形态及三维空间中土壤-触土部件相互作用,在一定程度上限制了耕作效果的评估和触土部件的设计优化。该文采用光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法,在三维空间中构建了土壤-触土部件相互作用模型,研究基于土壤弹塑性本构理论,提出了基于虚拟平面和罚函数的三维接触算法,用于处理复杂空间触土部件的接触问题。采用C++语言借助GPU(graphics processing unit)加速技术在CUDA(compute unified device architecture)并行计算平台上实现了算法的数值求解。为验证模型的有效性,首先通过砂土坍塌试验验证了三维空间土壤弹塑性本构模型,并设计制作了小型土壤切削试验装置进行砂土切削试验,对比分析了数值模拟和物理试验中砂土切削力的变化规律。该研究还讨论了不同耕作深度、耕作速度、触土部件入土角对触土部件切削力的影响,探讨了模型在农业实践中的适用性。结果表明,所提出的模型不仅能够准确描述土壤切削形态,在切削力数值预测方面的相对误差仅为7.02%,展现出较高的精度。研究结果可为土壤-触土部件相互作用模型的建立提供思路,为农业机械触土部件的设计优化提供了新的数值分析工具。 展开更多

关键词 土壤切削 弹塑性本构模型 触土部件 三维接触算法 光滑粒子流体动力学

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仿真应用于农机触土部件研究现状

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作者 王屹峰 李庆达 +2 位作者 汪昊 刘明辉 王晨臣 《现代化农业》 2025年第3期91-93,共3页

农机触土部件的优化是我国农业发展的重要环节,在传统的部件优化过程中田间试验是必不可少的。但实行田间试验往往需要消耗许多人力、物力,浪费许多时间与资源,而采取仿真分析可以有效地减少这种问题。在广大农业学者的研究中大体可将... 农机触土部件的优化是我国农业发展的重要环节,在传统的部件优化过程中田间试验是必不可少的。但实行田间试验往往需要消耗许多人力、物力,浪费许多时间与资源,而采取仿真分析可以有效地减少这种问题。在广大农业学者的研究中大体可将仿真方法分为有限元与离散元两类,文章将从两类仿真方法进行叙述并对广大农业学者利用仿真技术分析触土部件与土壤的方法进行总结。 展开更多

关键词 触土部件 离散元 有限元 土壤

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高熵合金涂层在提高农机触土部件耐磨性领域的研究进展

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作者 郭建永 王晨臣 《现代化农业》 2025年第8期53-55,共3页

农业机械化给农业生产带来了巨大的便利,但农机触土部件磨损严重,造成大量的经济损失,提升农机触土部件合金涂层的耐磨性能等问题需要解决。作为新兴材料,高耐磨性能的高熵合金涂层近年来发展空间巨大。研究者发现在农机触土部件表面制... 农业机械化给农业生产带来了巨大的便利,但农机触土部件磨损严重,造成大量的经济损失,提升农机触土部件合金涂层的耐磨性能等问题需要解决。作为新兴材料,高耐磨性能的高熵合金涂层近年来发展空间巨大。研究者发现在农机触土部件表面制备高熵合金涂层可显著提升触土部件的耐磨性能。文章对高熵合金涂层的制备方法和耐磨性能进行了综述,首先分析了采用激光熔覆、磁控溅射、热喷涂和冷喷涂等制备方式对高熵合金涂层质量的影响,其次探究了高熵合金涂层的摩擦学性能,最后对制备高熵合金涂层的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 高熵合金涂层 农机触土部件 耐磨性

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农业机械触土部件磨料磨损研究概况与应用前景

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作者 冯啸林 陆峰 +2 位作者 马伟达 王忠庆 孙治国 《现代化农业》 2025年第1期94-96,共3页

简述农业机械的触土部件磨料磨损试验方法,分析磨料磨损特征,介绍微观磨损机理,梳理金属与土壤材料的摩擦行为的影响因素,分析理论设计、仿生优化、新材料与新工艺对触土部件的减阻耐磨的应用前景,最后总结触土部件耐磨试验研究规律。

关键词 农业机械 磨料磨损 触土部件

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耕整播农机装备触土部件表面耐磨强化研究进展 被引量：7

6

作者 郝建军 刘天龙 +4 位作者 赵建国 王新芳 吴运涛 白占欣 马海龙 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期14-25,共12页

耕整播农机装备是影响中国耕地耕种作业质量与效益的关键农机装备,随着农业机械化的快速发展,耕整播农机装备对其配套的旋耕刀、犁铧、深松铲、耙片、开沟器等触土部件耐磨性和使用寿命提出了更高的要求。该研究系统分析了触土部件主要... 耕整播农机装备是影响中国耕地耕种作业质量与效益的关键农机装备,随着农业机械化的快速发展,耕整播农机装备对其配套的旋耕刀、犁铧、深松铲、耙片、开沟器等触土部件耐磨性和使用寿命提出了更高的要求。该研究系统分析了触土部件主要的磨损失效形式及磨损机理,综述了提高触土部件耐磨性常用的表面熔覆、表面堆焊处理、表面热喷涂、激光表面强化处理、化学热处理、钎涂等表面处理工艺,从磨损机理、材料研发、结构设计和制造工艺4个方面对比分析了国内外技术差距,针对现阶段耕整播触土部件失效机理、材料、结构、工艺等短板环节的难点问题,从触土部件耐磨性、基体及涂层材料、结构设计、工艺体系研究方面展望农机触土部件未来研发方向,拟为表面耐磨强化的相关研究和工程应用提供理论依据与技术支撑。 展开更多

关键词 农业机械 触土部件 耐磨性能 表面处理

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基于土粒与含水率变化规律的触土部件黏附特性研究 被引量：3

7

作者 马运庆 秦宽 +3 位作者 张永政 赵运 步坤亭 束乐 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期258-266,共9页

为研究土壤干燥过程中触土部件与土壤之间的黏附特性变化,以16种不同颗粒直径与含水率的湿土壤为试验材料,先进行金属板(65Mn钢)斜坡滑落试验,测量土壤颗粒直径、含水率高低与金属触土部件之间的黏附力大小关系,然后利用显微镜装置观察... 为研究土壤干燥过程中触土部件与土壤之间的黏附特性变化,以16种不同颗粒直径与含水率的湿土壤为试验材料,先进行金属板(65Mn钢)斜坡滑落试验,测量土壤颗粒直径、含水率高低与金属触土部件之间的黏附力大小关系,然后利用显微镜装置观察土壤样品的微观结构以及干燥过程中土壤与金属板的黏附现象。结果显示,含水率为30%、40%的土壤在金属表面上滑落后产生的“痕迹”比含水率为10%、20%的土壤更为明显。其中,含水率30%、颗粒直径10~50μm的土壤具有最大黏附力,在土壤干燥前后,颗粒直径、俯视周长和俯视面积的差异随含水率和颗粒直径的增加而增大;干燥过程中,颗粒之间的间隙逐渐减小,某些颗粒出现“扩散”“收缩”等现象,部分颗粒会发生相对位移,其中30%含水率,颗粒直径为10~50μm的相对位移最大,为13.78μm。随含水率的增加,土壤黏附力先增大后减小;随着颗粒的减小,土壤黏附力逐渐增大,含水率在30%以下,干燥前后颗粒位移量越大,土壤黏附力越强。结果表明,含水率为30%、颗粒直径在10~50μm范围内的土壤表现出最强黏附力,并在干燥过程中呈现出颗粒相对位移最大的现象。 展开更多

关键词 触土部件 黏附特性 土壤干燥 土壤含水率 农机改良

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超声波振动农业触土部件变幅杆性能分析与试验 被引量：1

8

作者 赵智豪 王家胜 杨丽丽 《农机化研究》 北大核心 2024年第4期22-28,共7页

针对超声波振动农业触土部件的结构要求,对比研究了指数型、悬链线型、圆锥型和阶梯型4种不同类型超声波变幅杆的谐振效应和聚能放大性能。利用变截面变幅杆的纵振波动方程求解得到4种变幅杆超声波激振下的轴向位移函数和应变分布函数,... 针对超声波振动农业触土部件的结构要求,对比研究了指数型、悬链线型、圆锥型和阶梯型4种不同类型超声波变幅杆的谐振效应和聚能放大性能。利用变截面变幅杆的纵振波动方程求解得到4种变幅杆超声波激振下的轴向位移函数和应变分布函数,借助MatLab编程计算求得变幅杆轴向位移和应变分布和变幅杆的关键参数。结果表明:4种变幅杆的最大位移都发生在变幅杆的小端处,轴向应变曲线的最低点显示了易发生破坏失效变幅杆的极大应变点;相同条件下,4种变幅杆放大系数从大到小排列依次为阶梯型、悬链线型、指数型和圆锥型。阶梯型变幅杆虽然放大系数较大,但形状因数最小,过渡处易遭到破坏;圆锥型变幅杆的形状因数最大,其它两种居中。最后,分别通过有限元仿真分析和土槽试验的方法对计算结果进行验证,仿真与试验结果和理论计算结果保持较好的一致性。 展开更多

关键词 变幅杆 触土部件 超声波振动 谐振

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触土部件耐磨性分析及金属自修复技术展望 被引量：1

9

作者 毛志强 张扬 +2 位作者 张克平 王久鑫 羊仲青 《林业机械与木工设备》 2024年第6期4-10,16,共8页

农业触土部件的磨损主要来自与土壤之间的接触,在耕作过程中,触土部件受到土壤中细小颗粒的作用导致触土部件表面发生磨损甚至失效。为提高触土部件的耐磨性能和使用寿命,降低零部件的磨损量,从触土部件的失效形式、运动学规律以及提高... 农业触土部件的磨损主要来自与土壤之间的接触,在耕作过程中,触土部件受到土壤中细小颗粒的作用导致触土部件表面发生磨损甚至失效。为提高触土部件的耐磨性能和使用寿命,降低零部件的磨损量,从触土部件的失效形式、运动学规律以及提高农机触土部件耐磨性能的方法等几个方面进行综合论述,基于金属自修复技术进行分析,以期望为我国农业触土部件耐磨性方面提供理论参考,为改善触土部件综合性能提供思路。 展开更多

关键词 触土部件 土壤 磨损 耐磨性 金属自修复

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农业机械触土部件优化研究现状与展望 被引量：84

10

作者 贾洪雷 王万鹏 +3 位作者 陈志 郑铁志 张鹏 庄健 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1-13,共13页

简述了农业机械触土部件的发展及现状,归纳了可提升触土部件减阻降耗、减粘脱附和耐磨延寿等性能的诸多优化设计方法,明确了土壤性状与触土部件结构或材料之间的互作关系,提出触土部件材料的优化制造工艺,分析了仿生等先进设计方法在触... 简述了农业机械触土部件的发展及现状,归纳了可提升触土部件减阻降耗、减粘脱附和耐磨延寿等性能的诸多优化设计方法,明确了土壤性状与触土部件结构或材料之间的互作关系,提出触土部件材料的优化制造工艺,分析了仿生等先进设计方法在触土部件上的应用前景,最后总结了触土部件设计、加工等方法对现代农业机械性能的保障性作用,并对未来触土部件的研究趋势和发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 农业机械 触土部件 优化设计

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仿生布利冈结构农机耐磨触土部件设计与试验 被引量：7

11

作者 张智泓 陈朝阳 +3 位作者 赖庆辉 孙文强 谢观福 佟金 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期28-37,共10页

针对农机触土部件易磨损失效这一难题,该研究设计了一种仿生布利冈结构件,并对其磨损特性进行评价,进一步探索耐磨机理。以布利冈结构的结构单元直径、层间螺旋角度、层间重叠间距3个因素设为自变量,以磨损量为响应值,在EDEM中进行仿真... 针对农机触土部件易磨损失效这一难题,该研究设计了一种仿生布利冈结构件,并对其磨损特性进行评价,进一步探索耐磨机理。以布利冈结构的结构单元直径、层间螺旋角度、层间重叠间距3个因素设为自变量,以磨损量为响应值,在EDEM中进行仿真磨损试验,根据自变量与响应值之间的关系,优化布利冈结构的组成参数,得到最优的组成参数为:结构单元直径1.0mm、层间螺旋角度16°、层间重叠间距0.13mm,在此参数下经仿真磨损试验得到布利冈结构件的磨损量为2.13×10^(-6)g。对光滑件、单层棱纹件、布利冈结构件的耐磨效果,进行仿真磨损对比试验,结果表明,布利冈结构件较单层棱纹件磨损量减少了90.6%,较光滑件减少了92.2%。运用离散元法(digital elevation model,DEM)与有限单元法(finite element method,FEM)联合仿真,得到样件内部形变和应变,光滑件、单层棱纹件、布利冈结构件的平均变形量分别为1.62×10^(-9)、7.97×10^(-9)和1.82×10^(-8)mm;平均等效应力为1.16×10^(-6)、6.36×10^(-6)和1.01×10^(-5)MPa。布利冈结构件内部形变和所受应力较大,这一变化有助于吸收颗粒冲击能量,减小磨损。利用光固化打印技术加工样件,利用旋转式试验机和扫描电子显微镜分析3种样件的耐磨性能,结果表明,布利冈结构件的磨损量最小为0.12 g,且标准差最小,为0.012,耐磨性能较为稳定。研究结果可为农机具触土部件的耐磨增效提供设计依据和理论基础。 展开更多

关键词 磨损 仿生 布利冈结构 触土部件 耐磨性能 DEM-FEM

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地面机械触土部件仿生涂层的减粘降阻特性 被引量：3

12

作者 贾贤 任露泉 陈秉聪 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第4期10-13,共4页

对研制的11种地面机械触土部件仿生涂层的减粘降阻特性进行了试验研究,探讨了触土部件表面形态、仿生涂层的固有接触角、土壤含水量及推土板切削速度对减粘降阻特性的影响,并测试了部分典型涂层与土壤的滑动阻力,分析了仿生涂层固有接... 对研制的11种地面机械触土部件仿生涂层的减粘降阻特性进行了试验研究,探讨了触土部件表面形态、仿生涂层的固有接触角、土壤含水量及推土板切削速度对减粘降阻特性的影响,并测试了部分典型涂层与土壤的滑动阻力,分析了仿生涂层固有接触角对滑动阻力的粘附分量及涂层与土壤摩擦角的影响。 展开更多

关键词 地面机械 触土部件 仿生 涂层 减粘降阻

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超声波振动下农机触土部件-土壤相互作用力学特性 被引量：5

13

作者 王家胜 王东伟 赵智豪 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第23期35-41,共7页

为了揭示超声波高频振动条件下农机触土部件与土壤的相互作用力学特性,构建了该条件下农机触土部件运动理论模型,基于所建模型,分析了高频振动条件下触土部件与土壤间相互作用中的接触分离条件和冲击碎裂效应,理论上解析了超声波振动条... 为了揭示超声波高频振动条件下农机触土部件与土壤的相互作用力学特性,构建了该条件下农机触土部件运动理论模型,基于所建模型,分析了高频振动条件下触土部件与土壤间相互作用中的接触分离条件和冲击碎裂效应,理论上解析了超声波振动条件下触土部件碎土与降阻机理。设计建立了超声波振动触土部件土槽试验系统,试验研究了超声波高频振动条件下触土部件工作阻力和碎土特性。试验结果表明,超声波振动激励下,触土部件工作阻力比无振动状态明显降低,土壤硬度越大,其降阻率越高,当土壤硬度由1 MPa增加到4 MPa时,降阻率从22%上升到43%;在土壤含水率15%~30%范围内,含水率越低,降阻率越大,当含水率超过30%后,随含水率的增加,降阻率略有增大。由于超声波高频振动激励下工作的触土部件对土壤的冲击碎裂和能量传递作用,能够使其瞬时工作阻力的波动稳定性得到改善和获得更强的碎土作用。在土壤硬度为1 MPa时,工作阻力的波动稳定性改善不显著,随土壤硬度的增大,工作阻力波动度降低率明显增加,当土壤硬度为2.5和4 MPa时,对应工作阻力波动度降低率达37.1%和54.3%。该研究可为高频低幅振动农机触土部件应用方案的实施提供技术支撑。 展开更多

关键词 农业机械 触土部件 超声波振动 工作阻力 碎土

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仿生锥形触土部件水平阻力研究 被引量：3

14

作者 王颖 李建桥 +2 位作者 邹猛 黄晗 薜龙 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期124-129,共6页

为提高松软地面步行机构及农业机械的通过性能,以中华绒螯蟹步足的指节结构为生物原型,加工3种不同锥度的仿生锥形触土部件,并将圆柱触土部件作为对比试样。通过触土部件在干沙中的水平阻力测试,分析了速度、入土深度和锥角3种因素对触... 为提高松软地面步行机构及农业机械的通过性能,以中华绒螯蟹步足的指节结构为生物原型,加工3种不同锥度的仿生锥形触土部件,并将圆柱触土部件作为对比试样。通过触土部件在干沙中的水平阻力测试,分析了速度、入土深度和锥角3种因素对触土部件土壤阻力的影响。研究发现,水平阻力随触土部件入土深度和锥角的增加而显著增大,呈2次方关系,水平阻力随锥角增大最多可提高167.57%;速度小幅线性增大时,速度的增加使水平阻力最多增大11.37%,仿生锥形试样比圆柱试样具有更高的推进效率。结合试验结果和ALBERT提出的圆柱杆土壤阻力估计式,建立了用于预测等截面触土部件与变截面触土部件土壤阻力的计算式,并将计算值与试验值进行对比分析。结果表明,二者残差低于3.62 N,平均相对误差小于22.77%,具有较高的准确性。 展开更多

关键词 仿生 触土部件 变截面 阻力模型

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农业耕作机械触土部件土壤磨料磨损研究 被引量：21

15

作者 张金波 王晨超 +1 位作者 王洋 葛宜元 《现代化农业》 2015年第1期52-53,共2页

农业耕作机械的关键触土部件磨损失效过快将导致农业生产成本的显著增加。传统的提高耕作部件耐磨性的方法主要采用耐磨材料,特殊的热处理工艺,表面技术以及涂层技术等。近几年随着仿生学的发展,将自然界中某些生物体所具有的优秀的耐... 农业耕作机械的关键触土部件磨损失效过快将导致农业生产成本的显著增加。传统的提高耕作部件耐磨性的方法主要采用耐磨材料,特殊的热处理工艺,表面技术以及涂层技术等。近几年随着仿生学的发展,将自然界中某些生物体所具有的优秀的耐磨特性应用于农机触土工作部件设计,已然成为提高其耐磨性能的重要手段。 展开更多

关键词 农业耕作机械 触土部件 磨料磨损 耐磨 仿生

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耕地机械触土部件材料及其仿生研究 被引量：2

16

作者 张毅 周志立 郭志军 《拖拉机与农用运输车》 北大核心 2002年第4期30-31,共2页

通过对传统材料和仿生材料及其脱土性能的综述,总结了触土部件土壤粘附系统仿生改性减粘降阻的基本规律,并对仿生改性研究进行了展望。

关键词 耕地机械 触土部件 材料 仿生研究

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基于亚塑性本构模型的土壤-触土部件SPH互作模型 被引量：6

17

作者 高涛 谢守勇 +4 位作者 胡嫚 谭秋亭 方瀚祯 易灿 鲍安红 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第13期47-55,共9页

触土部件是农机的主要组成部分,高精度的土壤-触土部件互作模型对农业耕作触土部件的节能优化设计具有重大意义。为提高土壤切削过程数值模拟的精确度,该研究基于光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)框架,从土壤... 触土部件是农机的主要组成部分,高精度的土壤-触土部件互作模型对农业耕作触土部件的节能优化设计具有重大意义。为提高土壤切削过程数值模拟的精确度,该研究基于光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)框架,从土壤亚塑性本构模型出发,结合土壤-触土部件接触模型,提出一种土壤-触土部件互作模型。通过砂土坍塌试验和土壤切削试验,对比分析了模拟仿真和物理试验中砂土自由表面演变、内部应力变化、土壤静止和运动分界面形态以及粒子位移。在此基础上对4种不同形状刀具的土壤切削过程进行模拟,以土壤切应力、位移分布表征刀具在切削过程中对土壤的破坏情况,讨论了大半径抛物线型刀具切削过程中的土壤粒子速度场,并得出不同形状刀具切削阻力的变化规律。结果表明,刀具水平切削阻力的模拟值和试验值平均相对误差为9.885%,说明所提模型对刀具水平切削阻力的预测精度较高。研究结果可为土壤-触土部件互作模型的建立提供新的思路,为触土部件的优化设计提供参考。 展开更多

关键词 土壤 数值模拟 土壤切削过程 亚塑性本构模型 触土部件 光滑粒子流体动力学

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国外农机触土部件土壤磨损机理研究现状及启示 被引量：6

18

作者 李浩 郝建军 +2 位作者 赵建国 马跃进 李建昌 《农机化研究》 北大核心 2022年第9期1-6,共6页

农机触土部件的磨损失效会带来农业生产上的多种问题,还会造成巨大的经济损失。为此,针对工作在土壤环境下的农机触土部件开展磨损理论研究,旨在为我国农机触土部件的耐磨延寿技术打下基础;同时,在分析国外近5年农机触土部件土壤磨损机... 农机触土部件的磨损失效会带来农业生产上的多种问题,还会造成巨大的经济损失。为此,针对工作在土壤环境下的农机触土部件开展磨损理论研究,旨在为我国农机触土部件的耐磨延寿技术打下基础;同时,在分析国外近5年农机触土部件土壤磨损机理研究现状的基础上,总结相应的研究内容、方法和手段,为提高我国农机零部件的耐磨损性能提供参考。 展开更多

关键词 触土部件 土壤 磨损 可靠性

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植烟沙壤土与触土部件相互作用的离散元仿真参数标定 被引量：4

19

作者 林恒矗 王琪 +3 位作者 廖鹏 郑文鑫 何金成 张德晖 《中国农机化学报》 北大核心 2022年第5期196-203,共8页

为获取南方地区植烟沙壤土离散元模型的精准接触参数,以福建植烟沙壤土为研究对象,构建准确的植烟沙壤土离散元模型。基于Hertz-Mindlin with JKR接触模型构建沙壤土堆积仿真试验,以堆积角为响应值,通过二水平因子试验、最陡爬坡试验和... 为获取南方地区植烟沙壤土离散元模型的精准接触参数,以福建植烟沙壤土为研究对象,构建准确的植烟沙壤土离散元模型。基于Hertz-Mindlin with JKR接触模型构建沙壤土堆积仿真试验,以堆积角为响应值,通过二水平因子试验、最陡爬坡试验和响应曲面试验,确定土壤基本接触参数。在此基础上通过土壤与触土部件相互作用的离散元仿真试验与土槽试验的对比分析,验证沙壤土仿真模型准确性。触土部件离散元仿真试验与土槽试验结果表明,触土部件所受扭矩仿真值与实测值曲线趋势大致相同,两者15个波峰平均值误差为9.45%,两者所受最大扭矩误差为11.48%,说明土壤模型准确可靠。构建准确的南方植烟沙壤土离散元模型,为该类型土壤与触土部件相互作用的动力学研究提供技术支持。 展开更多

关键词 沙壤土 烟草 堆积角 离散元 参数标定 触土部件

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基于DEM与MFBD双向耦合的农机触土部件疲劳分析 被引量：6

20

作者 张元常 张大斌 +1 位作者 曹阳 刘洋 《机电工程》 CAS 北大核心 2020年第4期351-358,共8页

针对作业过程中农机触土部件出现断裂且实测载荷谱困难的问题,在额定工况下,对农机触土部件的疲劳强度进行了研究,提出了基于离散元法与多柔体动力学双向耦合的疲劳分析方法。以井窖制作机为例,采用非线性有限元柔性体建模法构建了其成... 针对作业过程中农机触土部件出现断裂且实测载荷谱困难的问题,在额定工况下,对农机触土部件的疲劳强度进行了研究,提出了基于离散元法与多柔体动力学双向耦合的疲劳分析方法。以井窖制作机为例,采用非线性有限元柔性体建模法构建了其成穴钻头总成装置刚-柔耦合动力学模型,在此基础上与离散元仿真耦合,数值模拟成穴钻头-土壤相互作用过程,提取了成穴钻头的动态工作载荷谱;基于疲劳分析相关理论,利用疲劳仿真软件预测了成穴钻头的疲劳寿命。研究结果表明:触土部件成穴钻头的疲劳强度薄弱区域位于圆锥面靠小端,仿真预测的破坏区域与实际断裂位置基本吻合,证明了DEM与MFBD双向耦合的疲劳分析方法能够准确地预测成穴钻头的动态响应特性和疲劳寿命,为其疲劳强度设计提供具有价值的参考。 展开更多

关键词 农业机械 触土部件 离散元法 多柔体动力学 井窖制作机 非线性有限元柔性体建模法

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