秸稈-土壤-旋耕刀系統(tǒng)中秸稈位移仿真分析

【摘要】：秸稈-土壤-旋耕刀之間的相互作用機(jī)理對(duì)于分析耕作過(guò)程有著重要作用。為研究秸稈-土壤-旋耕刀的宏觀及微觀相互作用,對(duì)系統(tǒng)中的秸稈位移進(jìn)行了仿真分析。首先建立了秸稈-土壤-旋耕刀相互作用的三維離散元模型;其次,對(duì)仿真結(jié)果與室內(nèi)土槽實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,在土槽實(shí)驗(yàn)中采用示蹤器方法測(cè)量秸稈位移;仿真中導(dǎo)出每個(gè)時(shí)刻的秸稈位置用來(lái)描述秸稈仿真位移;最后,利用仿真數(shù)據(jù)對(duì)秸稈位移進(jìn)行三維分析。實(shí)驗(yàn)和仿真都在恒定前進(jìn)速度0.222 m/s和耕深100 mm及4種轉(zhuǎn)速(77、100、123、146 r/min)下進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果皆顯示秸稈位移隨著轉(zhuǎn)速增加呈現(xiàn)增加的趨勢(shì);秸稈的水平運(yùn)動(dòng)位移總是大于同轉(zhuǎn)速下的側(cè)向位移;高轉(zhuǎn)速下的實(shí)驗(yàn)與仿真位移誤差約為40%,低轉(zhuǎn)速下為70%。利用擬合的誤差方程和仿真值可以估算秸稈的水平和側(cè)向位移值,估算值與實(shí)驗(yàn)值誤差為8.7%和9.3%。通過(guò)追蹤不同位置的秸稈顆粒發(fā)現(xiàn):初始位置不同的秸稈顆粒具有不同的運(yùn)動(dòng):位于正切刃內(nèi)側(cè)的秸稈在刀刃切開(kāi)土壤時(shí),沿正切刃邊緣滑出;而位于側(cè)切刃下方的秸稈在開(kāi)始時(shí)被側(cè)切刃擠壓隨刀刃一起運(yùn)動(dòng),而后隨土壤一起被拋起;遠(yuǎn)離旋耕刀工作范圍的秸稈,則因受土壤擾動(dòng)影響而僅有微小的位移。緊靠側(cè)切刃及過(guò)渡刃周圍的秸稈顆粒在考察時(shí)間段內(nèi)被直接旋耕入土?？梢岳媒斩挼拇怪狈较蚴芰η闆r,優(yōu)化旋耕刀刃口曲線提高秸稈在旋耕過(guò)程中直接入土的比例;還可以整合秸稈水平和側(cè)向位移及分布,尋找最優(yōu)工作參數(shù)使秸稈在3個(gè)方向都能均勻分散,從而提高秸稈分布均勻度。 【作者單位】： 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院;信德農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 旋耕刀 秸稈運(yùn)動(dòng) 離散元仿真 微觀分析
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51275250) 江蘇省2013年度普通高校研究生科研創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目(CXZZ13_0282)
【分類號(hào)】：S222.3
【正文快照】： 引言中國(guó)是世界糧食生產(chǎn)大國(guó),其中小麥?zhǔn)侵饕Z食作物,其秸稈產(chǎn)量占農(nóng)作物秸稈總產(chǎn)量的12.7%[1],收獲后大量的秸稈遺留在田里。秸稈還田無(wú)論是在保護(hù)環(huán)境、改善土壤結(jié)構(gòu),還是減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)方面,都有著不可估量的作用[2-3]。耕作過(guò)程的能量消耗幾乎占到整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能耗的一半,

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來(lái)了解更多相關(guān)內(nèi)容

斜置旋耕刀側(cè)切刃曲線的理論研究    高建民,桑正中

斜置旋耕刀滑切角及其方程    丁為民,徐志剛,汪小函

反轉(zhuǎn)旋耕滅(艸在)機(jī)使用技巧    欒冬化

正、反轉(zhuǎn)旋耕不同耕作性能的比較    丁為民,王耀華,彭嵩植

旋耕技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)    夏俊芳;許綺川;周勇;

旋耕刀的種類及安裝    林力;

旋耕刀容易折斷的原因及其對(duì)策    戴洪余;

正反轉(zhuǎn)旋耕滅茬機(jī)刀片的功耗分析    申屠留芳;邵鵬;

旋耕機(jī)械安全技術(shù)要求的實(shí)施方法    朱繼平;

淺述旋耕刀設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展    朱曙光;毛鵬軍;胡春燕;

旋耕-碎茬仿生刀片田間旋耕作業(yè)功耗的試驗(yàn)研究    汲文峰;賈洪雷;佟金;

微耕機(jī)用旋耕刀組的標(biāo)準(zhǔn)化研究    許穎;李祥;陽(yáng)緒英;岳高峰;郭小鋒;

基于MDT平臺(tái)的斜置旋耕工作過(guò)程仿真研究    高建民;

一種小型茶園中耕機(jī)的研制    楊擁軍;陳力航;喻季紅;劉偉英;羅意;

GBSL-180型雙軸式旋耕滅茬播種機(jī)的設(shè)計(jì)    李兵;王繼先;張健美;夏萍;

船式旋耕埋草機(jī)問(wèn)世    記者 唐曉安實(shí)習(xí)生 許江麗

津錫：讓旋耕作業(yè)更輕松    通訊員 盧佳偉

旋耕犁如何安全旋耕與清理    

旋耕機(jī)械及配件識(shí)假八看    蘭心敏

旋耕機(jī)械及配件識(shí)假八看    蘭心敏 　

旋耕犁安全旋耕與清理    張大可

反轉(zhuǎn)旋耕滅茬機(jī)使用技巧    欒冬化

750型金牛大興萬(wàn)能管理機(jī)深旋耕作業(yè)操作    烏魯木齊縣農(nóng)機(jī)局

水田反轉(zhuǎn)旋耕滅茬有技巧    謝綱 文高

水田反轉(zhuǎn)旋耕滅茬技巧    袁文高

旋耕—碎茬仿生刀片    汲文峰

水田高茬秸稈旋耕埋覆機(jī)理研究    張居敏