试析碎土型犁体曲面作业过程的动力学仿真研究

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1、广西大学硕士学位论文碎土型犁体曲面作业过程的动力学仿真研究姓名：廖丽申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：杨坚;莫建霖20090630碎土型犁体曲面作业过程的动力学仿真研究摘要铧式犁主要是通过犁体曲面完成对土壤的切土和翻垡，达到土壤耕作的目的。犁体曲面性能的优劣对铧式犁的工作质量和动力消耗都有较大的影响。因此，对犁体曲面耕翻过程进行动力学仿真分析并对影响犁体曲面工作性能(牵引阻力、翻垡性能)的相关因素进行深入研究，具有重要的理论意义和实用价值。课题首先分别采用数学软件MathCAD和显式动力分析软件ANSYS／LS—DYNA建立碎土型犁体曲面的数学模型和土壤．碎土型

2、犁体曲面仿真模型系统，然后通过物理样机试验对模型进行验证，并对土壤．碎土型犁体曲面模型系统的动态翻垡作业过程进行仿真研究，得出土壤应力的变化趋势，进而得出碎土型犁体曲面的耕翻和碎土功能的形成过程。最后，采用单因素试验设计进行导曲线的高度与开度比、铧刃起土角、导曲线两端点切线夹角、铧刃角和犁体耕作速度五个因素的动力学仿真试验，得出仿真试验条件下犁耕牵引阻力和翻垡性能指标的试验数据，同时运用SPSS软件对试验数据进行回归分析处理，得出各因素与牵引阻力和翻垡性能之间的回归数学模型。通过绘制各因素分别与犁耕牵引阻力和犁耕翻垡性能之间的关系曲线，分析其影响规律，并初步探讨了单因素的影响

3、机理。关键词：碎土型犁曲面犁耕作业过程动力仿真分析试验研究影响机理UTHEDYNAMICSIMULATIONSTUDYoFBRoKENPLOWSURFACETILLAGEPRoCESSABSTRACTMoldboardplowmainlythroughtheplowsurfacetocompletethesoiltumingandcutting，furthertoachievethepurposeofsoilfarming．Thegoodandbadfunctionofplowsurfacehadsignificantinfluenceontheworkqualityandp

4、owerconsumptionofbottomplow．Therefore，ithasimportanttheorymeaningandpracticevaluetomakedynamicsimulationanalysisfortheploughingprocessofplowsurface，andmakefurtherstudyontherelatedfactorswhichaffecttheworkingperformance(tractionresistance，turningperformance)ofplowsurface．Thispaperfirstlyuses

5、mathematicalsottwareMathCAD，setsthemathematicalmodelofbrokensoiltypeplowsurface，andsetsthesimulmionmodelsystemofbrokensoiltypeplowsurfacewiththeexplicitdynamicanalysissoftwareANSYS／LS—DYNA，thenvalidatesthemodelbythephysicalprototypetest，throughthesimulationanalysisfordynamictumingprocessoft

6、hebrokensoiltypeplowsurfacemodelsystem，getsthechangingtrendofsoilstress，thendrawstheforceconditionofplowsurfaceandtheformingprocessofIIIbrokensoilfunction．Finally,byusingsinglefactorexperiment，separatelycarriesoutthedynamicsimulationtestoffivefactors，whichincludetheOrientedCurveHight—Openin

7、gRatio，CuttingAngle，theOrientedCurveTangentAngle，BladeAngleandTillageVelocity,getstheploughingtractionresistanceandtheexperimentaldataofturningperformanceindexunderthesimulationtestconditions，atthesametime，byusingSPSSsoftware，makesregressionanalysisproce