基于聯(lián)合仿真技術(shù)的秸稈粉碎裝置設(shè)計與研究

【摘要】：每到收獲季節(jié)，大量多余的秸稈便隨處堆放，影響下茬作物播種和栽種，焚燒秸稈成為農(nóng)民處理多余秸稈最簡單和最方便的方式，但這樣卻帶來了嚴重環(huán)境污染。因此，在做好秸稈有效利用上，已引起社會的廣泛關(guān)注。秸稈中含有作物生長所必需的各種礦物質(zhì)營養(yǎng)元素及有機質(zhì)成分，是一種完全肥料。從發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)角度考慮，秸稈還田是一項具有重要意義的作業(yè)模式。把秸稈粉碎機直接配套聯(lián)合收割機使用，可以實現(xiàn)一次性秸稈拋灑還田，可以很好的地解決收獲期農(nóng)時和勞力的矛盾，使秸稈直接拋灑還田技術(shù)成為解決秸稈焚燒地有效方法?；谝陨夏康模疚闹饕M行了以下幾個方面的研究：首先，鑒于農(nóng)機產(chǎn)品的特殊性，試制的樣機只能選擇在收獲期進行田間實驗。這樣就對農(nóng)機的設(shè)計研發(fā)提出了更高的要求?；诮斩掃€田循環(huán)利用的需要，以高效、節(jié)能為目標，研究現(xiàn)有的秸稈粉碎方法和原理、秸稈粉碎機切碎特性，確定了秸稈粉 碎機的設(shè)計方案，設(shè)計了一款配套聯(lián)合收割機使用的秸稈粉碎機。 其次，本文中把剛?cè)狁詈下?lián)合分析方法，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械中，使用CATIA和ADAMS軟件建立粉碎機的虛擬樣機動力學模型，并對其進行了多體動力學仿真。利用ADAMS軟件輸出的載荷譜，應(yīng)用有限元原理，通過在ABAQUS中導(dǎo)入了刀片的有限元模型，利用載荷譜計算出刀片在實際工作中承受的應(yīng)力和應(yīng)變。其研究結(jié)果為聯(lián)合仿真技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的實際應(yīng)用提供了參考。 再次，進行滑切運動學仿真，在粉碎機模型建立后，需要的就是秸稈模型了。秸稈模型的建立方法有剛性梁法和柔性梁法。用柔性梁法建立秸稈作為粉碎機切割的工作對象，其與粉碎機上刀片的相互作用得出的仿真數(shù)據(jù)對粉碎機的運動、動力都有重要意義。為了提高粉碎機刀片的性能，需要得到刀具傾角與切割速度對切割力，切割功耗率的影響。最后，通過搭建秸稈粉碎機試驗平臺對制造的樣機進行實驗測試，測試粉碎效果。 并且對不合理的方面進行了改進后，進行田間試驗。 【關(guān)鍵詞】：秸稈 粉碎機 設(shè)計 聯(lián)合仿真 有限元分析 試驗平臺
【學位授予單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：S225.5
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 附圖清單7-9
• 附表清單9-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 本課題的研究目的和意義10-11
• 1.2 秸稈還田技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國外發(fā)展狀況11-13
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展狀況13-14
• 1.3 本課題的主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線14-17
• 2 秸稈粉碎機總體方案設(shè)計17-25
• 2.1 技術(shù)要求17
• 2.2 工作原理與整機設(shè)計17-23
• 2.2.1 工作原理及與皮帶輪傳動設(shè)計17-18
• 2.2.2 粉碎機與收割機的連接方式18-19
• 2.2.3 粉碎機刀片設(shè)計19
• 2.2.4 粉碎機刀架設(shè)計19-20
• 2.2.5 粉碎機輥軸動平衡20-21
• 2.2.6 粉碎機整體結(jié)構(gòu)21-23
• 2.2.7 裝配干涉檢查23
• 2.3 配套動力計算23-24
• 2.4 粉碎機作業(yè)效果驗證方法24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 3 基于聯(lián)合仿真的秸稈粉碎機裝置分析25-37
• 3.1 CATIA運動仿真(SIMDESIGNMOTION模塊)簡介25-26
• 3.1.1 運動仿真模塊能執(zhí)行的分析類型26
• 3.1.2 運動仿真建立方法26
• 3.2 ADAMS軟件簡介26-27
• 3.3 粉碎機動力學仿真27-31
• 3.3.1 通過SimDesigner模塊轉(zhuǎn)換該模型27
• 3.3.2 通過SimDesigner模塊添加約束27-28
• 3.3.3 添加了約束的模型導(dǎo)入ADAMS軟件28-29
• 3.3.4 導(dǎo)入ADAMS軟件中的三維模型添加驅(qū)動29-30
• 3.3.5 在ADAMS軟件中添加刀片柔性體30-31
• 3.4 切割阻力31
• 3.5 動力學仿真31-33
• 3.5.1 動刀片周期受力曲線31-32
• 3.5.2 利用運動仿真生成的載荷譜32-33
• 3.6 利用運動仿真生成的載荷譜進行有限元分析33-35
• 3.6.1 把刀片三維模型導(dǎo)入有限元分析軟件ABAQUS33-34
• 3.6.2 柔性體刀片應(yīng)力應(yīng)變分析結(jié)果34-35
• 3.7 本章小結(jié)35-37
• 4 柔性秸稈的建模及仿真37-45
• 4.1 虛擬秸稈的建立方法37
• 4.2 ADAMS自動化柔性模塊（AUTO/FLEX）簡介37-39
• 4.3 利用柔體模塊建立柔性秸稈模型的方法39-42
• 4.4 多段柔性體秸稈模型的建立及仿真42-44
• 4.5 本章小結(jié)44-45
• 5 實驗45-52
• 5.1 試驗?zāi)康?、設(shè)備及功用45-49
• 5.2 場地實驗49-50
• 5.3 本章小結(jié)50-52
• 6 總結(jié)與展望52-53
• 6.1 全文總結(jié)52
• 6.2 工作展望52-53
• 參考文獻53-57
• 致謝57-58
• 個人簡介58-59
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況59

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