基于离散元法的芯铧式开沟器试验研究

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1、分类号：S220.2单位代码：10193密级：公开学号：2012408硕士学位论文基于离散元法的芯铧式开沟器试验研究SimulationAnalysisofCoreploughsharefurrowopenerBasedonEDEM作者姓名：杨雨林学位类别：工学硕士专业名称：农业机械化工程研究方向：农业机械设计与制造指导教师：潘世强所在学院：工程技术学院二零一五年五月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢所列内容外，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得吉林农业大学或

2、其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本学位论文所有内容若有不实之处，本人愿意承担一切相关法律责任和后果。学位论文作者签名：签字日期：年月日关于学位论文使用授权的声明1、本人完全了解吉林农业大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间所完成的论文及相关成果的知识产权属吉林农业大学所有，并同意将本论文的版权授权给吉林农业大学，学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。2、本人（同意/不同意，务必打印后填写）吉林农业

3、大学将本论文版权授权给不同媒体进行电子出版、多媒体出版、网络出版以及其他形式出版（涉密学位论文解密后应遵守此协议）。3、本人声明毕业后若发表在攻读研究生学位期间完成的论文及相关的学术成果，必须以吉林农业大学作为第一署名单位。学位论文作者签名：签字日期：年月日指导教师签名：签字日期：年月日摘要开沟器是播种机的关键部件之一，主要作用是开出良好种沟。开沟器的作业质量直接影响播种质量。传统式芯铧式开沟器被广泛地应用于东北垄作地区，但其开沟宽度大、与土壤产生的阻力大限制了它的使用。通过对芯铧式开沟器结构特点的研究，确定了以开沟器宽度d、入土角α、斜面角β、作业速度v、含水率p为其性能的影

4、响因素，用SolidWorks软件建立了一系列不同参数的芯铧式开沟器模型。通过对耕层土壤的物理性质与力学性质的研究，运用离散单元法（EDEM）建立耕作土壤模型，运用EDEM对所设计的一系列芯铧式开沟器进行仿真分析，得到开沟阻力较小的开沟器，其参数为：入土角为50°，斜面角为55°，宽度为50mm。运用3D打印机进行实体制作，在室内土槽中，进行芯铧式开沟器的性能测试。运用均匀设计法对试验数据进行分析，得到开沟性能与各因素之间的回归方程：22Y293.40.11x9.53x30.82x50.01x0.07x0.01xx213120.008x1x20.369x1x4

5、0.018x1x50.0187x2x33.019x2x42.866xx0.028xx3.22xx343545上式中x1、x2、x3、x4、x5分别代表试验因素中的开沟器的宽度、入土角、斜面角、速度以及含水率。将最优的开沟器进行田间试验，结果与玻璃土槽及离散元仿真结果对比表明，具有一定的相关性，验证了仿真模型参数选取的正确性。本文应用现代离散元法优化改进了芯铧式开沟器，并利用离散元仿真软件对开沟器的运动学和动力学进行仿真分析，可缩短开沟器设计与改进的时间，减少对物理样机的依赖，降低成本，以满足目前的播种与施肥要求。优化出一组较适合吉林省中部地区的开沟器；验证了离散元法

6、在土壤—机械相互作用研究的可行性，为农业机械设计提供了新的思路。关键词：芯铧式开沟器，离散元法，优化设计，工作性能IAbstractTheFurrowopeneristhekeycomponentofSeeder,whichmainroleistoopenafurrow.Thequalityofopener’sworkdirectlyaffectthesowingquality.ThetraditionalcoreploughsharetypefurrowopeneriswidelyappliedintheNortheastridgearea,butthewidthofopen

7、ingandsoilresistanceistohigh,whichlimititsuse.Throughthestudyofthestructuralcharacteristicsofthecoreploughsharetypefurrowopener,anddeterminetheinfluencingfactorsofopenerwidth,penetrationangle,bevelangle,operationspeedof,watercontent,andthedifferent