基于离散元法的凿形深松铲磨损行为的仿真分析

磨损是凿形深松铲失效的最主要方式。采用离散元法对凿形深松铲的深松过程进行了仿真,从土壤颗粒运动、凿形深松铲受力、磨损识别和磨损机理等方面分析了凿形深松铲的磨损行为。结果表明,深松过程中凿形深松铲前方的不同层土壤颗粒没有发生混合,土壤与凿形深松铲前表面的相互作用主要为滑动摩擦;凿形深松铲前表面附近的土壤颗粒运动方向与凿形深松铲半径方向存在一定的夹角,凿形深松铲前表面附近的土壤颗粒与凿形深松铲存在一定的相对滚动;铲尖在水平方向和垂直方向的受力大小相接近,铲柄受力主要来源于土壤颗粒对铲柄前进的阻碍作用;深松铲在切向上的累积接触能大于法向上的累积接触能,法向累积接触能的最大值为0.895 8 J,切向累积接触能的最大值为2.047 6 J,即切向磨粒磨损作用大于法向冲击磨损作用,铲柄切削刃磨损深度平均值随着高度的增加不断减小,铲尖上表面磨损深度平均值随着高度的增加不断增大,铲尖前表面是凿形深松铲磨损最严重的区域;随着深松速度的不断增加,铲柄切削刃磨损深度平均值的增长率也不断增大,铲尖上表面磨损深度平均值的增长率也不断增大。

基于EDEM的凿式犁铲土壤扰动仿真分析与试验

为探究凿式犁铲(以下简称凿铲)的土壤扰动机理并构建适用于东北地区黏重黑土与耕作部件之间的仿真模型,结合EDEM仿真分析与土槽试验,与深松铲作业效果进行对比,研究凿铲对土壤的微观扰动机理和宏观扰动状态,并建立适宜东北地区土壤的耕作仿真模型。仿真与试验结果表明,深松铲对土壤进行剪切破坏,将耕作层和犁底层抬升、下落,对土壤松而不翻,不破坏原有的耕层土壤结构,土壤膨松度试验值为12.4%,土壤扰动系数试验值为59.4%,纵向截面扰动面积为52586 mm^(2),俯视视图扰动面积为116779 mm^(2);凿铲对土壤进行挤压破坏,将犁底层土壤翻耕到地表,破坏原有耕层土壤结构,土壤膨松度试验值为14.1%,土壤扰动系数试验值为64.1%,纵向截面扰动面积为54128 mm^(2),俯视视图扰动面积为233061 mm^(2),通过与深松铲作业后数据相比可知,凿铲可以实现更为明显的土壤扰动效果。同时,建立东北地区黏重黑土条件下的离散元土壤耕作模型,选用Hertz-Mindlin with JKR Cohesion模型作为土壤接触模型,确定仿真模型的各项技术参数,仿真与试验得到的土壤扰动截面轮廓基本拟合,土壤膨松度、土壤扰动系数的仿真值与试验值的相对误差为17%、4.4%,模拟仿真的数据误差范围满足要求,研究可为东北地区的土壤耕作部件离散元模拟仿真分析提供基础数据。

果园凿型铲式深松机优化设计与试验

针对目前我国果园深松机深松铲的铲柄与机架联接处经常由于强度不够而出现变形、断裂和损坏等现象,设计了一种凿型铲式深松机。采用CATIA对凿型铲式深松机三维建模,运用ABAQUS、ISIGHT与FE-SAFE软件对凿型铲式深松机数字化模型进行结构优化设计与疲劳寿命分析。田间试验结果表明,轻量化后的深松机作业时,当前进速度为2.1 km/h、耕深为350 mm、土壤含水率为15%时,强度性能扭矩最小,深松效果最佳。通过软件ISIGHT的优化设计及FE-SAFE的疲劳寿命分析后,整机质量由0.55 t降低到0.45 t,降低了16.4%,实现了轻量化设计,为果园深松机的自主研发提供一定的参考。

基于EDEM的轻型凿式深松铲土壤耕作载荷仿真分析

以轻型凿式深松铲为研究对象,利用EDEM建立其离散元仿真模型,确定深松铲土壤深松作业过程中的耕作载荷组成,并采用单因素试验方法分析了入土深度及作业速度对土壤耕作载荷的影响。结果表明:深松铲土壤耕作阻力主要由前进阻力及垂直阻力组成,土壤耕作阻力及其前进、竖直分量随着作业速度及入土深度的增大而增大,且土壤耕作阻力与两作业参数间皆成抛物线型二次函数关系;同时,土壤耕作阻力的波动状况随入土深度的增大及作业速度的减小而减小。该研究可为深松铲的研究提供一定的依据。

基于EDEM仿真与SolidWorks Simulation的凿式深松铲有限元分析

应用EDEM建立了凿式深松铲的土壤深松离散元仿真模型,并对其土壤深松过程进行模拟仿真,获得深松铲耕作阻力载荷数据,应用SolidWorks Simulation对深松铲进行有限元静力学分析,获得模型的应力分布及变形位移。结果表明,模型的应力集中主要位于深松铲尖与铲柄的连接处,且模型最大应力88.6 MPa,小于材料用应力,满足强度设计要求;同时,对深松铲进行恒幅疲劳分析,疲劳分析损坏百分比为1.668%,疲劳生命周期4.16万h,满足疲劳分析强度设计要求。

1S-2型深松整地机深松铲的设计

农村现有的拖拉机基本上都是中小功率的,与作业阻力较大的全方位深松机不相匹配。为此,设计了一种与中小功率拖拉机相配套的深松整地机。详细阐述深松机关键部件深松铲的刀头和翼铲受力情况和设计思路,分析计算深松机牵引阻力,旨在为机具的推广应用提供参考。

1S-180型深松碎茬平整机的研制

针对江苏省土壤结构和连年浅层旋耕作业引起的土壤板结、蓄水能力差等问题,设计开发了深松碎茬平整机。该机采用双翼式凿形铲与波纹式滚笼状碎茬部件,经集成设计的整机一次完成深松、碎茬和平整等作业。田间试验结果表明:与55kW以上的拖拉机配套使用,机具结构设计合理,耕作后地表平整,作业质量符合农艺要求,为江苏省保护性耕作条件下机械化深松作业提供了技术支持。

试论《说文》“丵”字的来源

《说文》释“丵”为“丛生艸也。象丵岳相并出也”,近代古文字学家多不信其说。战国文字中有许多带“丵”形的字,学者也优先释为“察”“窃”“浅”“质”等义,“丵”字似乎变成一个不存在的字。本文同意甲骨文中唐兰释为“璞”的字有“璞”“翦”两个读音,因而所从的“■”也有“凿”“铲”两个读音。“■”上加小点就是“丵”,清华贰“■”即“送”,说明了其所从的“丵”只能是声符,读“士角切”,同时,左冢漆梮的“菆丛”应读为“诹众”,“丵本”应读为“重本”。