谈述块根木薯块根挖掘机理动力学仿真

论文导读：
摘要：挖拔式块根收获方式是木薯块根机械收获的主要方式,其挖掘部件是完成松土作业的关键部件。目前,挖掘松土作业时挖掘铲与土壤的作用历程及土壤的破裂、块根变形、应力变化历程不详,而挖掘铲的松土作业机理是优化挖掘铲结构参数和作业参数的基础,由此开展木薯块根挖掘机理的动力学仿真探讨具有重要作用。课题首先测定了木薯块根和土壤的物理力学特性参数,采取ANSYS/LS-DYNA显示动力学仿真软件,并利用拉格朗日算法和光滑粒子流体动力学算法相结合的策略及修正的莫尔-库仑屈服准则,建立挖掘铲-土壤-木薯系统的动力学可视化仿真模型并进行了田间实地物理试验验证。利用仿真模型对木薯块根挖掘松土历程进行数值模拟浅析,在微观层次上探讨挖掘铲的松土机理、土壤的变形、破裂、疏松历程和块根的应力变化历程。同时,采取单因素试验策略,探讨了挖掘铲铲尖结构参数对试验指标的影响规律。结果表明,土壤被铲尖抬起,产生弯折、剪切破裂是挖掘作业土壤疏松的主要理由；土壤被铲尖挤压抬起,块根被土壤挤压产生弯曲变形,当铲尖的挤压作用达到一定值时,块根与土壤的连结被破坏。挖掘铲入土角和铲宽增大,牵引阻力增大,松土程度增加,但块根的弯曲变形也增大,等效应力增大,块根易产生折断,造成收获损失,而其翼张角增大,牵引阻力减小,松土程度减小。关键词：木薯块根论文挖掘铲论文动力学仿真论文松土机理论文影响规律论文
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ABSTRACT6-11
第一章 绪论11-17

1.1 课题来源11

1.2 选题依据11-12

1.3 国内外探讨近况12-15

1.3.1 国内探讨近况12-14

1.3.2 国外探讨近况14-15

1.4 课题的探讨内容、探讨策略及技术路线15-16

1.4.1 课题探讨内容15

1.4.2 课题的探讨策略15-16

1.4.3 技术路线16

1.5 本章小结16-17

第二章 木薯、土壤物理力学特性参数的测定17-25

2.1 测试目的17

2.2 木薯块根物理力学特性参数的测定17-18

2.3 木薯茎秆力学特性参数的测定18

2.4 土壤物理力学特性参数的测定18-24

2.4.1 土壤紧实度的测定19

2.4.2 界限含水率的测定19-21

2.4.3 土壤密度的测定21

2.4.4 含水率的测定21-22

2.4.5 土壤内聚力及内摩擦角的测定22-24

2.4.6 土壤弹性模量的测定24

2.5 本章小结24-25

第三章 挖掘铲类型的选择及铲柄受力数学模型25-31

3.1 挖掘铲类型的选择25

3.2 挖掘铲的结构25-26

3.3 挖掘铲铲柄受力数学模型26-30

3.1 垂直耕作部件力学26

3.2 土壤的纯切削力学26-29

3.3 直腿式铲柄受力数学模型29-30

3.4 本章小结30-31

第四章 挖掘铲-土壤-木薯系统仿真模型的建立31-40

4.1 软件及策略介绍31-32

4.2 SPH基本原理32-34

4.

2.1 函数的光滑近似逼近32-33

4.

2.2 粒子近似逼近33-34

4.3 挖掘铲-土壤-木薯系统仿真模型的建立34-39
4.

3.1 单元类型的选择34-35

4.

3.2 材料属性的选择35-36

4.

3.3 几何模型的建立36-37

4.

3.4 网格划分及加载37

4.

3.5 输出K文件并修改37-39

4.4 本章小结39-40
第五章 挖掘铲-土壤-木薯系统仿真模型的物理试验验证40-45

5.1 实验目的40

5.2 试验设备及场地40

5.3 试验策略40-43

5.4 试验结果浅析43-44

5.5 本章小结44-45

第六章 松土机理浅析45-51

6.1 挖掘铲对横向土壤的作用历程45-46

6.2 挖掘铲对纵向土壤和木薯块根的作用历程46-47

6.3 横向土壤破裂历程47-48

6.4 纵向土壤破裂历程48-50

6.5 木薯块根应力分布50

6.6 本章小结50-51

第七章 单因素试验浅析51-56

7.1 试验案例51

7.2 试验指标与各因素之间的影响规律51-55

7.

2.1 入土角对试验指标的影响52-53

7.

2.2 翼张角对各试验指标的影响53-54

7.2.3 铲宽对各试验指标的影响规律浅析5论文导读：4-557.3本章小结55-56第八章总结与展望56-588.1全文总结56-578.2论新点578.3展望57-58参考文献58-62附录62-64致谢64-65攻读硕士期间发表的论文65上一页12
4-55

7.3 本章小结55-56

第八章 总结与展望56-58
8.1 全文总结56-57
8.2 论新点57
8.3 展望57-58
参考文献58-62
附录62-64
致谢64-65
攻读硕士期间发表的论文65