土壤振動耕作過程數值分析研究.pdf

1、我國是一個多山區(qū)丘陵的國家。研究小型農業(yè)作業(yè)機，充分利用機械化方法，針對國內現有的深松農機存在的深松深度達不到要求、耕作阻力大以及能耗高等問題，根據我國的農業(yè)發(fā)展的總體趨勢以及山地丘陵等具體地勢情況，提出了一種對旋耕切削施加振動載荷的設想，以滿足山區(qū)丘陵農業(yè)作業(yè)的需要，并對其減阻機理進行分析和仿真研究，目的在于降低牽引力和油耗，提高能源利用率。
　　 具體內容包括：
　　 1、介紹了振動切削及其應用與發(fā)展，分析振動旋耕切

2、削可行性。結合機械土壤動力學和土壤耕作機械理論的知識，以及實際所需，以定性和定量相結合的方法對強迫產生振動的因素、減阻過程及耕作原理進行了系統的分析。
　　 2、針對板結土壤參數進行土壤三軸測試試驗，測試其本構模型，結合LS-DYNA的MAT147材料模型，建立了南方丘陵地帶板結土壤的材料模型參數及土壤高速切削有限元數值仿真模型。采用ANSYS11.0/LS-DYNA軟件，利用SPH法對振動旋耕刀切削土壤過程進行了三維數值模擬。

3、
　　 3、通過大量的三維數值模擬試驗，分析與對比各仿真結果，驗證振動減阻，研究振型、振動方向、切削速度等各個因素對土壤切削的減阻影響，尋求能達到最優(yōu)的減阻效果的各項參數。本研究方案所得數據和分析過程對于小型作業(yè)機的開發(fā)設計具有重要意義。
　　 本文采用SPH法就板結土壤振動旋耕切削做數值模擬。結果表明SPH方法對土壤材料進行大應變、高應變率的變形計算是有效的，在選擇合適的振動頻率、幅值以及振動方向，進行機組前進速度和旋