土壤振動耕作過程數(shù)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(nóng)業(yè)作業(yè)機，充分利用機械化方法，針對國內(nèi)現(xiàn)有的深松農(nóng)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(jù)我國的農(nóng)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(shè)想，以滿足山區(qū)丘陵農(nóng)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(nèi)容包括：
　　 1、介紹了振動切削及其應(yīng)用與發(fā)展，分析振動旋耕切

2、削可行性。結(jié)合機械土壤動力學(xué)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(jié)合的方法對強迫產(chǎn)生振動的因素、減阻過程及耕作原理進行了系統(tǒng)的分析。
　　 2、針對板結(jié)土壤參數(shù)進行土壤三軸測試試驗，測試其本構(gòu)模型，結(jié)合LS-DYNA的MAT147材料模型，建立了南方丘陵地帶板結(jié)土壤的材料模型參數(shù)及土壤高速切削有限元數(shù)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(shù)值模擬。

3、
　　 3、通過大量的三維數(shù)值模擬試驗，分析與對比各仿真結(jié)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(shù)。本研究方案所得數(shù)據(jù)和分析過程對于小型作業(yè)機的開發(fā)設(shè)計具有重要意義。
　　 本文采用SPH法就板結(jié)土壤振動旋耕切削做數(shù)值模擬。結(jié)果表明SPH方法對土壤材料進行大應(yīng)變、高應(yīng)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