耕作阻力大、功耗高已成為旋耕整地機的關鍵問題,統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),旋耕機約90%的阻力來自于其關鍵部件——旋耕刀。因此,本文基于力學切削模型,設計一種楔形減阻旋耕刀（也稱楔形旋耕刀）,并探究其減阻降耗的微觀機理;采用Abaques軟件檢驗其強度;通過仿真試驗對楔形減阻旋耕刀進行結構優(yōu)化,確定其最優(yōu)工作參數(shù);通過田間試驗對仿真試驗進行驗證。主要研究內(nèi)容與結論如下:（1）楔形減阻旋耕刀結構設計�；谇邢髁W模型設計一種楔形減阻旋耕刀,分析了國標旋耕刀與楔形減阻旋耕刀切削部（正切刃與側切刃）任一截面受力,得出楔形減阻旋耕刀切削阻力小于國標旋耕刀;基于理論分析,初步確定楔形減阻旋耕刀折彎角、正切面高度及折彎半徑分別為120°、50 mm與30 mm,并建立其功耗模型。（2）靜力學強度分析。采用HyperMesh-Abaqus軟件對國標旋耕刀和楔形減阻旋耕刀進行靜態(tài)仿真。結果表明:國標旋耕刀最大應力為348.7 MPa,楔形減阻旋耕刀最大應力為308.8 MPa,2種旋耕刀（材料為60Si2Mn）最大應力均在刀具材料的屈服強度1000 MPa以下。（3）動力學分析,仿真優(yōu)化旋耕刀。選用Drucker-Pr... 

【文章來源】：河北農(nóng)業(yè)大學河北省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術路線圖

沒有剪切應力存在，隨后，試驗土樣會受到試驗儀器傳力部件所施加的軸向壓力 σ1，如圖2-1（2）所示。所取土樣所受到的剪切應力 σ1-σ3，隨著軸向壓力 σ1的增大，所受剪切力會增大，故而遭受破壞。如圖 2-1（3）所示，為土樣所受剪切應力（主應力差）σ1-σ3與軸向應變 ε 之間關系圖。依據(jù)試驗要求，施加大小不同的正壓力進行測驗，每組測驗選取 3 個土樣，可取得相應的應力圓。如圖 2-1（4）所示，畫出每組應力圓與它們之間公切線，依據(jù)莫爾強度理論可知，公切線與 y 軸相交的交點即是土壤內(nèi)聚力，其與應力圓之間的傾斜角即為土壤內(nèi)摩擦角。（1）四周正壓力 （2）破壞時應力（1）Confining pressure （2）Failure stress（3）主應力差與軸向應變 （4）剪切強度（3）Principal stress difference and axial strain （4）Shear strength圖 2-1 測量試驗原理Fig.2-1 Principle of measurement test（3）測量試驗操作步驟首先進行土樣制備

圖 2-2 含水率為 12 %左右應力應變圖 圖 2-3 含水率為 17 %左右應力應變圖Fig.2-2 12 % Moisture content stress-strain diagram Fig.2-3 17 % Moisture content stress-strain diagram據(jù)圖 2-2、2-3 可知，數(shù)據(jù)在軸向應變?yōu)?10 %后基本保持穩(wěn)定，不會出現(xiàn)較明顯的波動，所以取 10 %應變處為試驗點，土樣試驗點最大剪切應力如表 2-4 所示。表 2-3 兩種含水率土樣在不同正壓力下的剪切力Table.2-3 Shear stress under different normal pressures正壓/kPa含水率 12% 含水率 17%剪應力/kPa100 401.02 260.32150 510.41 290.03200 590.23 320.21依據(jù)三軸剪切測量試驗結果，繪制不同含水率的土樣的應力圓與其相應的公切線如圖 2-4 與 2-5 所示。

【參考文獻】：
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本文編號：3139050