设施农业犁具作业性能仿真研究.pdf

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1、第54卷第3期V01．54No．3农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT＆VEHICLEENGINEERING2016年3月March2016doi：10．3969／j．issn．1673～3142．2016．03．005设施农业犁具作业性能仿真研究黄林青1，付海明2滕士忠2，薛金林1(1．210031江苏省南京市南京农业大学；2．222000江苏省连云港市连云港市威迪机械有限公司)[摘要]为探索土壤与作业机具间相互作用关系，以单铧犁为例，进行犁体曲面建模，建立土壤与犁体模型，通过模型仿真对单铧犁作业性能进行研究。通过对模型进行

2、静力学仿真，获得犁体曲面的应力变化；通过对模型进行动力学仿真，可知犁具的犁耕速度适宜取在0．3m／s左右，此时能保证生产率与犁具使用寿命。[关键词]设施农业；土壤；作业性能；仿真[中图分类号]$222．1[文献标志码]A[文章编号]1673—3142(2016)03-0018-03SimulationStudyonOperationalPerformanceofPloughinFacmtyAgricultureHuangLinqing‘，FuHaimin92，TengShizhon92，XueJinlinl(1．NanjingAgricultural

3、University，NanjingCity，JiangsuProvince210031，China；2．LianyungangWeidiMachineryTechnologyCo．，Ltd．，LianyungangCity，JiangsuProvince222000，China)[Abstract]Takingthesingle—furrowplough鹊studyobject，three--dimensionalmodeloftheploughWascreatedinordertore-searchtherelationshipbetweenso

4、ilandtillagemachinery．Thesimulationreseal'ehonsingle-furrowploughworkingperformanceWasconductedbasedonthemodelofsoilandploughsurface．Thestressvariationofploughsurfacewasshownthroughthestaticsimulationanalysis．Theresultofdynamicsimulationshowsthat，whentheploughworkingspeedis0．3m

5、／s，itissuitablefortheploughimplement，whichcanguaranteetheproductivityandprolongthelifeofploughmachinery．[Keywords]facilityagriculture；soil；operationalperformance；simulation0引言随着设施农业的发展，设施农业机械需求越来越广。但我国设施农业装备的研发水平有待进一步提高[11。目前，小、微型设施农业机械的触土耕作部件的设计水平低．不受重视．但是．耕作部件直接影响对土壤的切削、破碎、翻转

6、能力，也影响设施农业机械动力损耗．并进一步影响设施农业生产率、产量[2l。为提高设施农业作业机械的工作效率、节省能源，探索土壤与作业机具间相互作用关系，国内外已经有许多学者开展了以犁体曲面为对象土壤耕作部件触土曲面的研究，在犁体曲面的力学分析和土壤切削过程的仿真分析方面取得了重要的研究成果[¨]，但对于机具的作业性能尤其是从合理作业速度的角度体现得较少。本文以单铧犁为例，进行犁体曲面建模，建立土壤与犁体模型。从基金项目：江苏省苏北科技发展计划项目(BN2014024)；淮安市产学研协同创新研究项目(HAC2015018)收稿日期：2015—1l一17

7、修回日期：2015—12—25单铧犁作业时的应力和作业时的速度方面进行仿真分析，以获得适宜的作业速度，达到优化设施农业用单铧犁的机械性能，促进其作业性能的提高。1犁体曲面建模铧式犁的曲面参数、结构形状直接决定耕耘质量和犁具寿命，影响犁的工作性能。本文选用水平直元法进行犁体曲面设计[5]。有关设计参数如下：(1)设计耕深：a=150mm；耕宽：b=120mm；胫刃线高度：H=420姗：顶边线最大高度：H。=570mm；翼边线夹角：8=51．060；(2)导曲线高度：H=570nun；开度：L=335mnl：段长：S=50ram；切土隙角：占=280；切

8、线夹角：ta=1030；(3)初始元线角：00=360；0m=36。；0m=500。根据以上参数，利用UG软