青菜頭切割裝置的設(shè)計(jì)與優(yōu)化研究
發(fā)布時(shí)間:2022-07-22 14:22
青菜頭是我國(guó)特色農(nóng)產(chǎn)品,重慶市青菜頭種植面積為130余萬(wàn)畝,約占全國(guó)種植面積的一半。由青菜頭制作而成的“涪陵榨菜”與法國(guó)酸黃瓜、酸甜甘藍(lán)并稱(chēng)世界三大名腌菜,也是中國(guó)對(duì)外出口的三大名菜之一。青菜頭的收獲具有極強(qiáng)的季節(jié)性,集中在每年的12月下旬至第二年的2月中旬。目前,丘陵山區(qū)青菜頭收獲完全依賴(lài)于人工,其收獲勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低,成本高。青菜頭收獲難題已成為制約榨菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大障礙,基于近年來(lái)重慶市青菜頭產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)發(fā)展的迫切需求,本文研制了一款適合我國(guó)丘陵山區(qū)作業(yè)的青菜頭切割裝置,主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)通過(guò)調(diào)查分析青菜頭的種植農(nóng)藝和收獲要求,結(jié)合丘陵山區(qū)地形特點(diǎn),提出一次性作業(yè)完成青菜頭縮短莖切割及倒鋪的作業(yè)方式,以解決青菜頭機(jī)械化收獲難的問(wèn)題。(2)選取重慶地區(qū)青菜頭主要種植品種“涪雜2號(hào)”為研究對(duì)象,測(cè)量青菜頭縮短莖直徑、縮短莖離地高度、莖瘤直徑、莖瘤縱徑、莖瘤質(zhì)量、地表以下根長(zhǎng)等基礎(chǔ)幾何參數(shù),為切割裝置的設(shè)計(jì)提供參數(shù)依據(jù)。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定青菜頭縮短莖的最大抗壓強(qiáng)度、彈性模量、屈服應(yīng)力、動(dòng)摩擦系數(shù)、靜摩擦系數(shù)等基礎(chǔ)力學(xué)參數(shù),為切割裝置的數(shù)值模擬提供數(shù)據(jù)支撐。(3)根據(jù)已測(cè)青菜頭相關(guān)幾何參...
【文章頁(yè)數(shù)】:102 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 文獻(xiàn)綜述
1.1 國(guó)內(nèi)外青菜頭收割機(jī)研究現(xiàn)狀
1.1.1 國(guó)內(nèi)青菜頭收割機(jī)研究現(xiàn)狀
1.1.2 國(guó)外類(lèi)似收割機(jī)研究現(xiàn)狀
1.1.3 國(guó)內(nèi)外青菜頭收割機(jī)的對(duì)比分析
1.2 國(guó)內(nèi)外圓盤(pán)式切割器切割理論研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)內(nèi)圓盤(pán)式切割器切割理論研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)外圓盤(pán)式切割器切割理論研究現(xiàn)狀
1.3 數(shù)值模擬技術(shù)在切割問(wèn)題中的發(fā)展與應(yīng)用
第2章 緒論
2.1 研究背景及意義
2.2 研究?jī)?nèi)容
2.3 技術(shù)路線
2.4 本章小結(jié)
第3章 青菜頭種植農(nóng)藝的調(diào)查及物理力學(xué)特性的測(cè)定
3.1 青菜頭種植農(nóng)藝的調(diào)查
3.2 青菜頭收獲技術(shù)的要求
3.3 青菜頭幾何參數(shù)的測(cè)定
3.4 青菜頭壓縮性能試驗(yàn)
3.4.1 試驗(yàn)材料準(zhǔn)備
3.4.2 試驗(yàn)儀器及方法
3.4.3 試驗(yàn)結(jié)果分析
3.5 基于高速攝像的摩擦系數(shù)測(cè)定試驗(yàn)
3.5.1 靜摩擦系數(shù)測(cè)定試驗(yàn)
3.5.2 動(dòng)摩擦系數(shù)測(cè)定試驗(yàn)
3.6 密度及含水率測(cè)定試驗(yàn)
3.6.1 密度測(cè)定試驗(yàn)
3.6.2 含水率測(cè)定試驗(yàn)
3.7 本章小結(jié)
第4章 青菜頭切割裝置的設(shè)計(jì)研究
4.1 切割方式的確定
4.2 切割理論的研究
4.3 圓盤(pán)式切割器的選型計(jì)算及分析
4.3.1 圓盤(pán)式切割器的選型
4.3.2 切割器運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算
4.3.3 不漏割條件的建立
4.4 切割裝置設(shè)計(jì)參數(shù)的制定
4.5 切割裝置的設(shè)計(jì)及工作原理
4.5.1 切割裝置的整體結(jié)構(gòu)
4.5.2 切割裝置的工作原理
4.5.3 電動(dòng)切割系統(tǒng)的選型設(shè)計(jì)及計(jì)算
4.5.4 護(hù)刀板的設(shè)計(jì)
4.5.5 對(duì)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
4.5.6 平行四桿連接機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
4.5.7 配套動(dòng)力的選型計(jì)算
4.6 本章小結(jié)
第5章 基于FEM的圓鋸片切割青菜頭的仿真分析
5.1 基于三維掃描的青菜頭模型建立
5.1.1 手持式三維激光掃描儀基本原理
5.1.2 青菜頭的掃描過(guò)程
5.1.3 青菜頭模型建立
5.2 圓鋸片及青菜頭的本構(gòu)模型分析
5.2.1 圓鋸片的本構(gòu)模型及相關(guān)參數(shù)
5.2.2 青菜頭的本構(gòu)模型及相關(guān)參數(shù)
5.3 圓鋸片切割青菜頭有限元模型的建立
5.4 相關(guān)參數(shù)的設(shè)置及關(guān)鍵字
5.5 圓鋸片切割青菜頭的數(shù)值模擬與分析
5.5.1 圓鋸片切割過(guò)程鋸切力的分析
5.5.2 圓鋸片切割過(guò)程功率的分析
5.6 基于功率測(cè)量平臺(tái)的數(shù)值模擬結(jié)果的試驗(yàn)驗(yàn)證
5.6.1 試驗(yàn)儀器與試驗(yàn)方案
5.6.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
5.7 本章小結(jié)
第6章 基于FEM的圓鋸片運(yùn)動(dòng)參數(shù)的優(yōu)化研究
6.1 圓鋸片運(yùn)動(dòng)參數(shù)的單因子試驗(yàn)
6.1.1 圓鋸片鋸切轉(zhuǎn)速對(duì)鋸切力的影響分析
6.1.2 圓鋸片進(jìn)鋸速度對(duì)鋸切力的影響分析
6.2 圓鋸片運(yùn)動(dòng)參數(shù)的二元二次回歸正交組合試驗(yàn)
6.2.1 二元二次回歸正交組合試驗(yàn)因子水平確定
6.2.2 二元二次回歸正交組合試驗(yàn)因子編碼
6.2.3 二元二次回歸正交組合試驗(yàn)方案與分析
6.3 基于MATLAB的圓鋸片運(yùn)動(dòng)參數(shù)的優(yōu)化
6.3.1 建立目標(biāo)函數(shù)
6.3.2 確定約束條件
6.3.3 優(yōu)化結(jié)果分析
6.4 本章小結(jié)
第7章 基于高速攝像的臺(tái)架試驗(yàn)及樣機(jī)田間試驗(yàn)
7.1 基于高速攝像的青菜頭切割臺(tái)架試驗(yàn)
7.1.1 試驗(yàn)材料準(zhǔn)備
7.1.2 試驗(yàn)設(shè)備及方案
7.1.3 優(yōu)化參數(shù)的切割效果驗(yàn)證
7.1.4 優(yōu)化參數(shù)的功率驗(yàn)證分析
7.1.5 青菜頭破損情況分析
7.2 青菜頭切割裝置田間試驗(yàn)
7.2.1 青菜頭切割裝置樣機(jī)的制作
7.2.2 青菜頭切割裝置田間試驗(yàn)方案
7.2.3 青菜頭切割裝置田間試驗(yàn)結(jié)果分析
7.3 本章小結(jié)
第8章 總結(jié)與展望
8.1 總結(jié)
8.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
論文發(fā)表情況及參與課題一覽表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于有限元沙柳切割過(guò)程數(shù)值模擬和工作參數(shù)優(yōu)化[J]. 裴承慧,李妥,劉志剛,孫玉康,鄒德健. 農(nóng)機(jī)化研究. 2017(10)
[2]基于ANSYS的綠籬修剪機(jī)刀具結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化[J]. 蔣連瓊. 佳木斯職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào). 2017(09)
[3]榨菜收獲機(jī)的設(shè)計(jì)研究[J]. 龔境一,葉進(jìn),楊仕,劉玲,陳俊杰. 農(nóng)機(jī)化研究. 2018(03)
[4]榨菜收獲機(jī)拔取輸送機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 王留步,葉進(jìn),楊仕,劉玲,陳俊杰. 農(nóng)機(jī)化研究. 2018(04)
[5]青菜頭物理力學(xué)特性研究[J]. 薛元鵬,陳俊杰,葉進(jìn),楊仕,劉玲,柳劍,曾百功. 西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(02)
[6]梨樹(shù)枝條切割裝置刀片參數(shù)優(yōu)化與試驗(yàn)[J]. 丁素明,薛新宇,蔡晨,崔龍飛,陳晨. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2015(S2)
[7]檸條收割機(jī)圓盤(pán)鋸式切割部件運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真[J]. 邱述金,郭玉明,鄭德聰. 農(nóng)業(yè)工程. 2015(01)
[8]西南地區(qū)微耕機(jī)面臨的三大新挑戰(zhàn)及對(duì)策探討[J]. 陳建,陳川,陳洪. 農(nóng)機(jī)化研究. 2014(10)
[9]檸條收獲機(jī)圓盤(pán)鋸式切割系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真與參數(shù)優(yōu)化[J]. 邱述金,郭玉明,鄭德聰. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2014(08)
[10]圓盤(pán)式玉米莖稈切割試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與切割過(guò)程分析[J]. 鄧玲黎,李耀明,徐立章,秦同娣,龐靖. 農(nóng)機(jī)化研究. 2013(01)
博士論文
[1]檸條聯(lián)合收獲機(jī)關(guān)鍵部件仿真研究[D]. 邱述金.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[2]留高茬式玉米收獲機(jī)切割部件的仿生設(shè)計(jì)及其切割機(jī)理[D]. 李常營(yíng).吉林大學(xué) 2014
[3]雙圓盤(pán)式刈割壓扁機(jī)切割系統(tǒng)研究[D]. 付作立.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
碩士論文
[1]巨菌草莖稈力學(xué)特性研究與單圓盤(pán)切割試驗(yàn)仿真[D]. 梁曉.福建農(nóng)林大學(xué) 2015
[2]芒草莖稈切割性能試驗(yàn)研究[D]. 姚珺.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[3]基于ANSYS/LS-DYNA的圓鋸片鋸切過(guò)程仿真研究[D]. 蔣連瓊.廣西大學(xué) 2013
[4]基于有限元法的鋸齒式蘆竹切割器切割機(jī)理研究[D]. 廖宜濤.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2007
本文編號(hào):3664771
【文章頁(yè)數(shù)】:102 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 文獻(xiàn)綜述
1.1 國(guó)內(nèi)外青菜頭收割機(jī)研究現(xiàn)狀
1.1.1 國(guó)內(nèi)青菜頭收割機(jī)研究現(xiàn)狀
1.1.2 國(guó)外類(lèi)似收割機(jī)研究現(xiàn)狀
1.1.3 國(guó)內(nèi)外青菜頭收割機(jī)的對(duì)比分析
1.2 國(guó)內(nèi)外圓盤(pán)式切割器切割理論研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)內(nèi)圓盤(pán)式切割器切割理論研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)外圓盤(pán)式切割器切割理論研究現(xiàn)狀
1.3 數(shù)值模擬技術(shù)在切割問(wèn)題中的發(fā)展與應(yīng)用
第2章 緒論
2.1 研究背景及意義
2.2 研究?jī)?nèi)容
2.3 技術(shù)路線
2.4 本章小結(jié)
第3章 青菜頭種植農(nóng)藝的調(diào)查及物理力學(xué)特性的測(cè)定
3.1 青菜頭種植農(nóng)藝的調(diào)查
3.2 青菜頭收獲技術(shù)的要求
3.3 青菜頭幾何參數(shù)的測(cè)定
3.4 青菜頭壓縮性能試驗(yàn)
3.4.1 試驗(yàn)材料準(zhǔn)備
3.4.2 試驗(yàn)儀器及方法
3.4.3 試驗(yàn)結(jié)果分析
3.5 基于高速攝像的摩擦系數(shù)測(cè)定試驗(yàn)
3.5.1 靜摩擦系數(shù)測(cè)定試驗(yàn)
3.5.2 動(dòng)摩擦系數(shù)測(cè)定試驗(yàn)
3.6 密度及含水率測(cè)定試驗(yàn)
3.6.1 密度測(cè)定試驗(yàn)
3.6.2 含水率測(cè)定試驗(yàn)
3.7 本章小結(jié)
第4章 青菜頭切割裝置的設(shè)計(jì)研究
4.1 切割方式的確定
4.2 切割理論的研究
4.3 圓盤(pán)式切割器的選型計(jì)算及分析
4.3.1 圓盤(pán)式切割器的選型
4.3.2 切割器運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算
4.3.3 不漏割條件的建立
4.4 切割裝置設(shè)計(jì)參數(shù)的制定
4.5 切割裝置的設(shè)計(jì)及工作原理
4.5.1 切割裝置的整體結(jié)構(gòu)
4.5.2 切割裝置的工作原理
4.5.3 電動(dòng)切割系統(tǒng)的選型設(shè)計(jì)及計(jì)算
4.5.4 護(hù)刀板的設(shè)計(jì)
4.5.5 對(duì)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
4.5.6 平行四桿連接機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
4.5.7 配套動(dòng)力的選型計(jì)算
4.6 本章小結(jié)
第5章 基于FEM的圓鋸片切割青菜頭的仿真分析
5.1 基于三維掃描的青菜頭模型建立
5.1.1 手持式三維激光掃描儀基本原理
5.1.2 青菜頭的掃描過(guò)程
5.1.3 青菜頭模型建立
5.2 圓鋸片及青菜頭的本構(gòu)模型分析
5.2.1 圓鋸片的本構(gòu)模型及相關(guān)參數(shù)
5.2.2 青菜頭的本構(gòu)模型及相關(guān)參數(shù)
5.3 圓鋸片切割青菜頭有限元模型的建立
5.4 相關(guān)參數(shù)的設(shè)置及關(guān)鍵字
5.5 圓鋸片切割青菜頭的數(shù)值模擬與分析
5.5.1 圓鋸片切割過(guò)程鋸切力的分析
5.5.2 圓鋸片切割過(guò)程功率的分析
5.6 基于功率測(cè)量平臺(tái)的數(shù)值模擬結(jié)果的試驗(yàn)驗(yàn)證
5.6.1 試驗(yàn)儀器與試驗(yàn)方案
5.6.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
5.7 本章小結(jié)
第6章 基于FEM的圓鋸片運(yùn)動(dòng)參數(shù)的優(yōu)化研究
6.1 圓鋸片運(yùn)動(dòng)參數(shù)的單因子試驗(yàn)
6.1.1 圓鋸片鋸切轉(zhuǎn)速對(duì)鋸切力的影響分析
6.1.2 圓鋸片進(jìn)鋸速度對(duì)鋸切力的影響分析
6.2 圓鋸片運(yùn)動(dòng)參數(shù)的二元二次回歸正交組合試驗(yàn)
6.2.1 二元二次回歸正交組合試驗(yàn)因子水平確定
6.2.2 二元二次回歸正交組合試驗(yàn)因子編碼
6.2.3 二元二次回歸正交組合試驗(yàn)方案與分析
6.3 基于MATLAB的圓鋸片運(yùn)動(dòng)參數(shù)的優(yōu)化
6.3.1 建立目標(biāo)函數(shù)
6.3.2 確定約束條件
6.3.3 優(yōu)化結(jié)果分析
6.4 本章小結(jié)
第7章 基于高速攝像的臺(tái)架試驗(yàn)及樣機(jī)田間試驗(yàn)
7.1 基于高速攝像的青菜頭切割臺(tái)架試驗(yàn)
7.1.1 試驗(yàn)材料準(zhǔn)備
7.1.2 試驗(yàn)設(shè)備及方案
7.1.3 優(yōu)化參數(shù)的切割效果驗(yàn)證
7.1.4 優(yōu)化參數(shù)的功率驗(yàn)證分析
7.1.5 青菜頭破損情況分析
7.2 青菜頭切割裝置田間試驗(yàn)
7.2.1 青菜頭切割裝置樣機(jī)的制作
7.2.2 青菜頭切割裝置田間試驗(yàn)方案
7.2.3 青菜頭切割裝置田間試驗(yàn)結(jié)果分析
7.3 本章小結(jié)
第8章 總結(jié)與展望
8.1 總結(jié)
8.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于有限元沙柳切割過(guò)程數(shù)值模擬和工作參數(shù)優(yōu)化[J]. 裴承慧,李妥,劉志剛,孫玉康,鄒德健. 農(nóng)機(jī)化研究. 2017(10)
[2]基于ANSYS的綠籬修剪機(jī)刀具結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化[J]. 蔣連瓊. 佳木斯職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào). 2017(09)
[3]榨菜收獲機(jī)的設(shè)計(jì)研究[J]. 龔境一,葉進(jìn),楊仕,劉玲,陳俊杰. 農(nóng)機(jī)化研究. 2018(03)
[4]榨菜收獲機(jī)拔取輸送機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 王留步,葉進(jìn),楊仕,劉玲,陳俊杰. 農(nóng)機(jī)化研究. 2018(04)
[5]青菜頭物理力學(xué)特性研究[J]. 薛元鵬,陳俊杰,葉進(jìn),楊仕,劉玲,柳劍,曾百功. 西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(02)
[6]梨樹(shù)枝條切割裝置刀片參數(shù)優(yōu)化與試驗(yàn)[J]. 丁素明,薛新宇,蔡晨,崔龍飛,陳晨. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2015(S2)
[7]檸條收割機(jī)圓盤(pán)鋸式切割部件運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真[J]. 邱述金,郭玉明,鄭德聰. 農(nóng)業(yè)工程. 2015(01)
[8]西南地區(qū)微耕機(jī)面臨的三大新挑戰(zhàn)及對(duì)策探討[J]. 陳建,陳川,陳洪. 農(nóng)機(jī)化研究. 2014(10)
[9]檸條收獲機(jī)圓盤(pán)鋸式切割系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真與參數(shù)優(yōu)化[J]. 邱述金,郭玉明,鄭德聰. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2014(08)
[10]圓盤(pán)式玉米莖稈切割試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與切割過(guò)程分析[J]. 鄧玲黎,李耀明,徐立章,秦同娣,龐靖. 農(nóng)機(jī)化研究. 2013(01)
博士論文
[1]檸條聯(lián)合收獲機(jī)關(guān)鍵部件仿真研究[D]. 邱述金.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[2]留高茬式玉米收獲機(jī)切割部件的仿生設(shè)計(jì)及其切割機(jī)理[D]. 李常營(yíng).吉林大學(xué) 2014
[3]雙圓盤(pán)式刈割壓扁機(jī)切割系統(tǒng)研究[D]. 付作立.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
碩士論文
[1]巨菌草莖稈力學(xué)特性研究與單圓盤(pán)切割試驗(yàn)仿真[D]. 梁曉.福建農(nóng)林大學(xué) 2015
[2]芒草莖稈切割性能試驗(yàn)研究[D]. 姚珺.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[3]基于ANSYS/LS-DYNA的圓鋸片鋸切過(guò)程仿真研究[D]. 蔣連瓊.廣西大學(xué) 2013
[4]基于有限元法的鋸齒式蘆竹切割器切割機(jī)理研究[D]. 廖宜濤.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2007
本文編號(hào):3664771
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