同不耕速条件下水平摆式犁犁胸动力学特征分析大学论文.doc

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1、不同耕速条件下水平摆式犁犁胸动力学特性分析第30页共30页不同耕速条件下水平摆式犁犁胸动力学特征分析作者：指导老师：（安徽农业大学工学院年级专业：12机制合肥230036）摘要：水平摆式犁犁胸是水平摆式犁的重要部件之一，其作用是利用它的独特的结构特点在往复工作过程中使得土都翻向一侧。笔者在调查中国传统的农用犁时发现，传统的犁只能完成单向的翻土过程。而双向摆式犁的犁胸的犁壁可完成梭式作业，犁壁曲面的形状设计成近似圆柱的对称设计。这样就可以确保犁胸在左翻或者右翻的情况下所有的组件形状完全一样。当犁胸在工作过程中受到来自土壤的阻力、摩擦力等外力会导致其磨损变形。笔者在SolidWor

2、ks中绘出犁胸的三维模型，建立基本的数据，再在GAMBIT中划分出清晰准确的网格并设置边界，利用fluent软件模拟虚拟条件下的工况，得到相关的力学参数。最后总结出相关的犁胸各部位的力学特征。完成后带入到实际中进行检验。以证明此次模拟的可靠性。关键词：水平摆式犁犁胸、流体动力学、SolidWorks、GAMBIT、fluent1引言在科技日益飞速速发展的今天，对于工作部件的磨损以及受力情况，继续靠使用传统的大量的实验得出结果再去分析已经被时代所淘汰。现如今，最好的方法是对工作部件进行三维建模，在三维建模平台下建立正确的三维模型，利用相应软件对实际工况进行有效的虚拟模拟，然后再运

3、用计算机做相应的大量的计算分析。在得到大量的计算机模拟实验数据结果后即可得出一定的结论。最后带入到实践中去检验即可。如此即可得到正确的结论，也可以得到相应的直观的数据。比起传统的实验分析效率得到大大的提升。在多年的实际操作中，模拟工件在虚拟的不同工况下运行后所得到的数据和最后得出结论几乎是与实际情况相吻合的。正因为这种简单、易操作、成本低的模式使得流体动力学解决实际问题成为了一直广受使用者青睐的使用方法。不同耕速条件下水平摆式犁犁胸动力学特性分析第30页共30页在笔者对中国传统农用单向犁调查是发现：犁胸的磨损最大的部位是犁胸胫刃周边的区域，观察其在农田里的运动时笔者发现：在翻土

4、的过程中犁胸的刃胫部位类似于刀具切削工件时的刀尖，为应力集中区域，固磨损远大于其他区域。报以推理的心态，笔者在互联网上查找出了水平摆式双向犁犁胸的运作过程。在查找中发现，一般情况下水平摆式犁犁胸的胫刃周围也是是磨损最为严重的部位。故在本文中运用计算流体动力学方法对不同耕速下的犁胸进行受力分析。2所运用软件简介2.1SolidWorks简介在三维建模软件中，SolidWorks软件是美国SolidWorks公司1995年推出的三维机械CAD软件，具有基本特征、单一数据库、参数化设计及全相关性等特点，这样的三维建模平台软件设计让SolidWorks同CATIA、UG、等多款三维建模

5、软件齐名并常用。SolidWorks软件是一款优秀的CAD软件。其作为windows平台下的机械设计软件，学习了windows软件简单方便、操作便捷的基本特点并完全融入了windows。这使操作初学者可以在较短的时间里学会并熟练的运用此软件。在三维建模中，操作者可方便的在二维空间中绘制出草图，对草图进行定义、约束以及添加相关几何参数。再做相应的几何拉伸、切除、旋转、扫描等步骤得到一个大致的模型。在这些零件大致模型的基础上再运用倒角、圆角、拔模、孔、壳等运用可以得到一个与实体相对应的零件三维模型。绘出所有零件三维模型后，操作者可对所有零件模型进行零件装配操作，从而可得到设计者所需

6、要的实体三维模型。在装配完成后，根据操作者需求，SolidWorks也可以对装配好的机械部件进行动画仿真，在计算机中对机械部件运动进行模拟。其强大的功能常应用于机械设计、车辆、国防工业、航空航天等各方面领域。在这些领域中SolidWorks做出了突出的贡献并获得了相当重要的地位。2.2GAMBIT简介GAMBIT软件是fluent公司推出的一款优秀的网格划分软件。其作用是几何建模和对计算结果进行处理前的网格划分。GAMBIT作为主要的fluent网格划分软件也一直只为fluent软件服务。故有人戏称其为fluent的御用软件。GAMBIT软件之所以广受欢迎也是因为之一其有强大的

7、导入功能，可以轻松的导入SolidWorks不同耕速条件下水平摆式犁犁胸动力学特性分析第30页共30页、CATIA、pro/e等绘出的三维实体模型。这也使得操作者无需担心其三维建模软件是否需要专用的软件，让使用者可以在自己所熟悉的三维建模软件里绘制出准确的模型。其次，在软件中拥有强大的几何修正功能。导入图形后可自动缝合重合的点、线、面。在网格划分中也可以精确的划分出清晰的四面、六面和混合网格。这样可以让其在接下来的fluent仿真运算中得到精准的结果，从而缩小与实际的误差。在GAMBIT划分