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圆盘式开沟机作业功耗仿真分析及试验验证

文献类型： 中文期刊

作者： 康建明 1 ; 李树君 1 ; 杨学军 1 ; 刘立晶 1 ; 李长荣 1 ;

作者机构： 1.中国农业机械化科学研究院

关键词： 农业机械;有限元方法;土壤;开沟;仿真分析

期刊名称： 农业工程学报

ISSN： 1002-6819

年卷期： 2016 年 32 卷 13 期

页码： 8-15

收录情况： EI ; 北大核心 ; CSCD

摘要： 为探明土壤条件和工作参数对圆盘式开沟机作业功耗的影响规律,该文采用光滑粒子流体动力学方法构建了土壤-开沟刀盘的有限元模型,利用ANSYS软件中的显示动力模块LS-DYNA对开沟刀盘土壤切削过程进行仿真分析,得出开沟刀盘在土壤切削过程中功率消耗的变化规律。结合正交试验设计和数值模拟技术,研究土壤坚实度、刀盘转速和开沟深度对圆盘式开沟机作业功耗的影响规律,得出影响作业功耗的因素主次顺序是土壤坚实度>开沟深度>刀盘转速。采用多变量单目标优化方法,建立关于土壤坚实度、刀盘转速和开沟深度的作业功耗模型,利用Matlab软件对功耗模型进行求解,得出当土壤坚实度为120 N/cm~2,刀盘转速为225 r/min,开沟深度为405 mm时,作业功耗最小为32.4 k W。通过土槽试验对优化结果进行验证,结果表明:理论值与试验值的相对误差为5.68%,作业功耗模型和优化结果具有较高的准确性。该研究可为圆盘式开沟机选择节省功耗的参数组合提供参考。

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