芦蒿有序收获机切割器动力学仿真与试验

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1、２０１７年２月农业机械学报第４８卷第２期ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１７．０２．０１５芦蒿有序收获机切割器动力学仿真与试验１２１，３１１施印炎陈满汪小禙章永年ＯＤＨＩＡＭＢＯＭｏｒｉｃｅＯｌｕｏｃｈ（１．南京农业大学工学院，南京２１００３１；２．农业部南京农业机械化研究所，南京２１００１４；３．江苏省现代设施农业技术与装备工程实验室，南京２１００３１）摘要：切割器作为芦蒿收获机的重要工作部件，其切割性能直接影响作物的收获质量和后续输送效果。采用虚拟样机设计方法，对自走式芦蒿有序收获机中往复式切割器的

2、结构参数和芦蒿茎秆的物理参数进行研究，建立了切割部件的三维实体模型和茎秆的柔性简化模型，并进行刚柔耦合动力学仿真分析。以切割系统的切割速度ｖ、切ｇ割角度α和前进速度ｖ为影响因素，选取切割器对茎秆切割力Ｆ和重割率γ为评价指标，设计了三因素三水平虚ｍ拟正交试验，运用统计学软件进行响应面回归分析和方差分析，并进行田间试验验证。结果表明，响应面模型（ＲＳＭ）优化组合ｖ＝１６ｍ／ｓ，α＝１５°，ｖ＝１０ｍ／ｓ时，Ｆ、γ明显降低，割茬质量最好，与试验结果相比，切割力误差ｇｍ小于１０９％、重割率误差小于１１３％。分析结果验证了预测模型的有

3、效性和准确性，表明所设计的往复式切割器满足对芦蒿的有序收获要求。关键词：芦蒿；有序收获机；往复式切割器；虚拟样机；动力学仿真中图分类号：Ｓ１８３；Ｓ１２１文献标识码：Ａ文章编号：１０００１２９８（２０１７）０２０１１００７ＤｙｎａｍｉｃＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｎＡｒｔｅｍｉｓｉａｓｅｌｅｎｇｅｎｓｉｓＯｒｄｅｒｌｙＨａｒｖｅｓｔｅｒＣｕｔｔｅｒ１２１，３１１ＳＨＩＹｉｎｙａｎＣＨＥＮＭａｎＷＡＮＧＸｉａｏｃｈａｎＺＨＡＮＧＹｏｎｇｎｉａｎＯＤＨＩＡＭＢＯＭｏｒｉｃｅＯｌｕｏｃｈ（１．Ｃｏｌｌｅｇｅｏｆ

4、Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３１，Ｃｈｉｎａ２．ＮａｎｊｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｔｉｏｎ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１４，Ｃｈｉｎａ３．ＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＭｏｄｅｒｎＦａｃｉｌｉｔｉｅｓＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３１，Ｃｈｉｎａ）

5、Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｗｏｒｋｉｎｇｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｈａｒｖｅｓｔｅｒ，ｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｃｕｔｔｅｒｄｉｒｅｃｔｌｙａｆｆｅｃｔｓｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｃｒｏｐｓｈａｒｖｅｓｔａｎｄｔｈｅｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ．ＴｈｅｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇｃｕｔｔｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｓｅｌｆｄｅｓｉｇｎｅｄＡｒｔｅｍｉｓｉａｓｅｌｅｎｇｅｎｓｉｓｏｒｄｅｒｌｙｈａｒｖｅｓｔｅｒ

6、ａｎｄｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＡｒｔｅｍｉｓｉａｓｅｌｅｎｇｅｎｓｉｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ，ｔｈｅｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｅｎｔｉｔｙｍｏｄｅｌｏｆｃｕｔｔｅｒａｎｄｆｌｅｘｉｂｌｅｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｍｏｄｅｌｏｆｃｒｏｐｓｔｅｍｗｅｒｅｂｕｉｌｔｂｙｓｏｆｔｗａｒｅＰｒｏ／Ｅ，ａｎｄｔｈｅｃｏｕｐｌｅｄｄｙｎａｍｉｃｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｐｒｏｃｅｅｄｅｄｔｈｒｏｕｇｈｄｙｎａｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅＡＤＡＭＳａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓａ

7、ｃｑｕｉｒｅｄ．Ｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｓｐｅｅｄｖ，ｃｕｔｔｉｎｇａｎｇｌｅαａｎｄｗｏｒｋｉｎｇｓｐｅｅｄｖｏｆｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄｇｍａｓｆａｃｔｏｒｓ，ｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｆｏｒｃｅＦａｎｄｒｅｃｕｔｔｉｎｇｒａｔｉｏγｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｅｖａｌｕａｔｉｎｇｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｔｏｄｅｓｉｇｎａｖｉｒｔｕａｌｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｒｅｅｆａｃｔｏｒｓａｎｄｔｈｒｅｅｌｅｖｅｌｓ．Ｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｓｕｒｆａｃｅｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ（ＲＳＭ）ｒｅｇｒ

8、ｅｓｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｖａｒｉａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓｗｅｒｅａｐｐｌｉｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓ，ａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｆｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅｓ