不同工況鏵式犁表面的土壤接觸應(yīng)力測(cè)量和分析.pdf

1、土壤的耕作取決于三類參數(shù)：(1)土壤參數(shù)(2)犁具參數(shù)以及(3)工作參數(shù)。鏵式犁是最古老，也是最基本的耕作機(jī)具，在世界范圍被廣泛使用。本課題對(duì)粘性土作用在鏵式犁表面的應(yīng)力進(jìn)行了測(cè)試和分析。
　　 對(duì)于鏵式犁在不同工況下所受各模式土壤作用力的測(cè)試及鑒定能夠?yàn)檎_設(shè)定犁的工作參數(shù)（如耕寬、耕深、前進(jìn)速度等）提供指導(dǎo)。其他影響到作用于鏵式犁表面的土壤接觸應(yīng)力的因素包括土壤質(zhì)地、犁具的幾何參數(shù)與工作速度等。為了探明作用在犁面上的土壤接觸

2、應(yīng)力的影響因素，實(shí)驗(yàn)對(duì)土壤含水率、耕深、及犁體角度三個(gè)參數(shù)進(jìn)行控制。三個(gè)指標(biāo)的設(shè)定值分別為含水率三個(gè)水平（21％，24％和27％），耕深三個(gè)水平（15cm，20cm和25cm）犁體角度三個(gè)水平(65°,75°，90°)。實(shí)驗(yàn)按照完全隨機(jī)設(shè)計(jì)并進(jìn)行2次重復(fù)操作處理。實(shí)驗(yàn)過程保持犁的速度0.55m/sec不變。
　　 本研究的目的是測(cè)量不同耕深、不同犁體角度以及不同土壤含水率情況下作用于鏵式犁表面的土壤接觸應(yīng)力。將十一枚土壤應(yīng)力傳感

3、器被安裝在鏵式犁的表面，以此直接測(cè)出土壤的作用力。
　　 實(shí)驗(yàn)時(shí)將傳感器固定于鏵式犁的犁面上，保證傳感器的表面與其局部的犁面處于同一平面上。實(shí)驗(yàn)中同時(shí)考慮犁具的幾何形狀與土壤的條件。
　　 所有的實(shí)驗(yàn)均于實(shí)驗(yàn)室的土槽中完成。共進(jìn)行50次測(cè)試，使用3個(gè)土壤含水率(21％，24％和27％)。
　　 使用不同的土壤和犁具參數(shù)計(jì)算鏵式犁表面的土壤接觸應(yīng)力力。通過改變犁體角度可以觀察到同等土壤條件和深度狀況下的力變化(10

4、72.3N,1154.47N和1207.01N)。結(jié)果同時(shí)發(fā)現(xiàn)，與90°和75°角度不同，在犁體角度為65°時(shí)，所有傳感器上的土壤壓力幾乎相同。最大的土壤應(yīng)力發(fā)生在犁體角度為90°時(shí)，隨著犁體角度的減少，鏵式犁表面的土壤力也隨之下降。本項(xiàng)研究得出以下結(jié)論：最大土壤接觸應(yīng)力產(chǎn)生在犁體的犁臂部位，而犁刀與犁臂的過渡部位所受的土壤應(yīng)力最小。當(dāng)犁體角度為90°時(shí)測(cè)得的土壤比阻最小，而且隨著犁體角度的減小比阻逐漸增大，反之亦然。另外也觀察到耕作幅