仿生學概念由提出到在農(nóng)業(yè)機械上的發(fā)展和應用越來越迅速,同時受到更多學者的重視。本文目的是將動物優(yōu)良的土壤挖掘性能應用于深松機具的結(jié)構(gòu)設計中,以達到有效的減阻和更好的深松效果。本文在圓弧深松鏟和對動物爪趾的研究上,在不改變制造材料的前提下將土壤洞穴動物高效的挖掘性能應用于仿生深松鏟結(jié)構(gòu)設計上,并結(jié)合安徽地區(qū)的土壤和機具條件;通過有限元分析和離散元方法驗證仿生深松鏟的設計合理性,為以后優(yōu)化設計提供理論基礎。同時制造出仿生深松鏟實體進行田間試驗。開展了一系列研究:（1）分析和建模深松整地機的主要工作部件圓弧形深松鏟,引入仿生生物家鼠爪趾輪廓曲線,應用到圓弧形深松鏟鏟柄截面,并依據(jù)優(yōu)化理論設計一種仿生深松鏟;并對鏟柄和鏟尖受力分析;鏟尖受到的阻力F₁為876N,鏟柄受到的阻力F₂為256N;（2）針對仿生深松鏟和圓弧形深松鏟的鏟柄和鏟尖分別進行了有限元靜力學分析,通過分析得到仿生深松鏟鏟柄最大變形量為1.35×10^-3mm,最大應力為4.49MPa。圓弧形深松鏟鏟柄最大變形量1.63×10^-3mm,最大應力... 

【文章來源】：安徽農(nóng)業(yè)大學安徽省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

機架三維和深松鏟組成圖

1：機架；2：承載架；3：深松鏟構(gòu)成；4：開溝器；5：擋板；6：帶輪；圖 2-2 深松整地機三維裝配圖2 圓弧形深松鏟深松鏟結(jié)構(gòu)形式的不同所產(chǎn)生的深松效果會在牽引阻力、松土面積、工等方面均有著不同變化。因此，深松鏟在不同地區(qū)，需要再綜合對應地區(qū)土壤結(jié)構(gòu)參數(shù)進行更為優(yōu)化的設計。實際工作中，鑿形深松鏟對底層土壤較弱；弧形深松鏟則是對上部土壤破壞力較弱。圓弧形深松鏟在作業(yè)時，柄觸土面會對上部土壤產(chǎn)生一個方向向下的作用力，其將土壤很好的覆蓋；而一般直角形深松鏟結(jié)構(gòu)上未具有弧形的楔角。總的來說，圓弧形鏟柄計并不復雜，基本滿足現(xiàn)深松要求，且鏟柄上端面的豎式安裝孔也保證了深松深度時較方便[34]。圓弧形深松鏟在我國目前推廣和使用最為廣泛，其優(yōu)點為鏟柄工作表面形，此種結(jié)構(gòu)深松效果較好，且不易于刮附雜草；其次是對上部土壤切削35

圖 2-3 圓弧形深松鏟實體圖通過實際測繪工作，將圖 2-3 中圓弧形深松鏟在 Soildwoks 軟件中繪制出三維模型，如 2-4 圖所示，其三維模型也為后續(xù)仿生深松鏟優(yōu)化和分析做參照。圖 2-4 圓弧形深松鏟三維圖

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于離散元法的深松鏟減阻及耕作效果研究[D]. 李博.西北農(nóng)林科技大學 2016
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碩士論文
[1]深松整地機的優(yōu)化設計及田間試驗研究[D]. 林澤坤.西北農(nóng)林科技大學 2016
[2]基于離散元法的深松鏟耕作阻力的仿真與試驗研究[D]. 鄧佳玉.黑龍江八一農(nóng)墾大學 2015
[3]仿生深松鏟振動減阻性能分析[D]. 白景峰.西北農(nóng)林科技大學 2015
[4]基于CATIA的深松機設計及有限元分析[D]. 吳海濤.安徽農(nóng)業(yè)大學 2013
[5]深松鏟減阻技術(shù)研究[D]. 張璐.吉林大學 2013
[6]基于土壤力學模型的深松鏟有限元分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 龔皓暉.西華大學 2013
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本文編號：2940274