基于联合仿真技术的秸秆粉碎装置设计与研究
Device Research of Straw Crusher for Rape Stalk Based on Collaborative Simulation
每到收获季节,大量多余的秸秆便随处堆放,影响下茬作物播种和栽种,焚烧秸秆成为农民最简单和最方便处理多余秸秆的方式,但这样却严重污染了环境.因此,在做好秸秆有效利用上,已引起社会的广泛关注.秸秆中含有作物生长所必需的各种矿物质营养元素及有机质成分,是一种完全肥料.从发展循环农业角度考虑,秸秆还田是一项具有重要意义的作业模式.使用配套联合收割机一次性秸秆抛洒还田技术可以有效地解决农忙期间争农时、争劳力的矛盾,有力推动秸秆还田的农业全程机械化进程,避免由于焚烧秸秆产生的环境污染.
基于以上目的,本文主要进行了以下几个方面的研究:
首先,鉴于农机产品的特殊性,试制的样机只能选择在收获期进行田间实验.这样就对农机的设计研发提出了更高的要求.基于秸秆还田循环利用的需要,以高效、节能为目标,研究现有的秸秆粉碎方法和原理、秸秆粉碎机切碎特性,确定了秸秆粉碎机的设计方案,设计了一款配套联合收割机使用的秸秆粉碎机.
其次,本文中把刚柔耦合联合分析方法,应用于农业机械中,使用CATIA和ADAMS软件建立粉碎机的虚拟样机动力学模型,并对其进行了多体动力学仿真.利用ADAMS软件输出的载荷谱,应用有限元原理,通过在ABAQUS中导入了刀片的有限元模型,利用载荷谱计算出刀片在实际工作中承受的应力和应变.其研究结果为联合仿真技术在农业机械中的实际应用提供了参考.
再次,进行滑切运动学仿真,在粉碎机模型建立后,需要的就是秸秆模型了.秸秆模型的建立方法有刚性梁法和柔性梁法.用柔性梁法建立秸秆作为粉碎机切割的工作对象,其与粉碎机上刀片的相互作用得出的仿真数据对粉碎机的运动、动力都有重要意义.为了提高粉碎机刀片的性能,需要得到刀具倾角与切割速度对切割力,切割功耗率的影响.
最后,通过搭建秸秆粉碎机试验平台对制造的样机进行实验测试,测试粉碎效果.并且对不合理的方面进行了改进后,进行田间试验.
- 作者：
- 范怀斌
- 学位授予单位：
- 安徽农业大学
- 专业名称：
- 农业机械化工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 郑泉；陈黎卿
- 中图分类号：
- S225.5
- 关键词：
- 秸秆粉碎机；联合仿真；有限元分析
- Stalk；Crusher；Design；Co-Simulation；Finite Element