路拌式土壤稳定机械工作过程动力学的研究与数学物理模拟方法

本文介绍了对路拌式土壤稳定机械作业过程所进行的动力学研究。试验是在土槽内利用专门的试验装置来完成的。在试验结果的基础上研究了旋转刀具的静态和动态切削阻力和抛掷阻力随刀具转角而变化的规律以及它们的动力学模型。提出了一种能借助理论解析预测作业过程功率消耗的数学物理模拟方法。

土壤稳定机械理论与计算(12) 第七讲 基本性能和设计参数的计算(续)

第七讲基本性能和设计参数的计算(续)4 运输性能计算土壤稳定机械的运输工况,通常为运距小于100km 的情况下,机器靠自身行驶.4.1 动力特性运输工况下的牵引平衡方程为:F_k=F_f+F_i+F_w+F_j或:F_k=G fcosα+Gsinα+1/2K_wAρV^2+xG/g (dv)/(dt) (1)式中:F_k-驱动轮的切线牵引力,N;F_i-坡道阻力,N;F_w-空气阻力,N;F_j-加速阻力,N;G-机重,N;f-滚动阻力系数,N;

土壤稳定机械理论与计算(7)

2.3 旋转工作部件工作过程的数学物理模拟方法前述试验研究的结果充分证实了旋转刀具人土、稳定切削、纯粹抛土阶段的动力学过程服从于不同的物理规律,因而对它们采用分段模拟的方法来建立单刀工作过程的动力学模型是完全可能和合理的。考虑到稳定切削阶段在工作过程功率消耗中所占的主要地位,可以将稳定切削作为数学物理模拟的基础,并由此确定与前后阶段交接处的边界条件。这样,单刀工作过程的切向阻力P_τ随转角而变化的进程可利用三个不同性质的模型来加以模拟。

土壤稳定机械理论与计算(9) 第六讲 土壤稳定机械动力学过程的计算机模拟和参数优化

1 工作阻力的平均值及其在水平和垂直方向上的分力第四讲分析了土壤稳定机械转鼓切削土壤工作过程的力学规律,提出了用分段函数来描述切向分力变化规律的数学物理模拟方法.通过对这一分段函数进行曲线积分则可对转鼓切削土壤的功及功率进行预测.然而在进行土壤稳定机械实际设计时除了必须了解刀具工作过程的功率消耗外,还有必要了解工作阻力的全部特性,即这一阻力的平均值、作用点及其在水平和垂直方向上的分力.

土壤稳定机械理论与计算(9) 第七讲 土壤稳定机械基本性能和设计参数的计算(续)

土壤稳定机械和其它工程机械一样,有工作装置、行走装置、传动系统、动力以及转向、制动等总成构成.各总成之间共同工作的相互联系和它们的结构参数、运动学和动力学参数有关.其匹配关系的外部表现是机器的使用性能.土壤稳定机械的基本使用性能是:(1)作业性能作业性能反映机器在单化时间内完成作业量的能力及质量.前者一般用生产率,即单位时间拌和土壤的体积表示;后者用拌和不均匀度表示.(2)

土壤稳定机械理论与计算(二)

第二讲转鼓运动学当土壤稳定机械作业时,它的工作机构——转鼓完成着一种复合的运动,它由转鼓绕其轴线旋转的相对运动和轴线自身移动的牵连运动所组成。在稳定工作的条件下(即转鼓的角速度ω和转鼓轴线移动的线速度V为一常值),转鼓上不同半径点所画出的运动轨迹是一组长短幅旋轮线。在半径r_i=v/ω上的各点所作的是旋轮线,r_i<v/ω上的各点画出是短幅旋轮线r_i>v/ω上的各点画出的则是长幅旋轮线转鼓上各点的运动轨迹 1、刀尖上的轨迹由于刀尖点的半径R总是大于v/ω,所以它画出为一幅旋轮线。其轨迹的参数方程可以表达如下: x=v/ω(θ)±Rcosθ=Vt±Rcos ωt(1) y=Rsinθ=Rsinωt式中θ=ωt——刀尖向径R相对X轴的转动角度; t——向径R转过0角所需时间;

土壤稳定机械理论与计算(5)

第四讲土壤稳定机械工作过程的数学物理模拟方法1 旋转工作部件工作过程动力学研究的简要回顾旋转式土壤工作部件早在20～30年代就出现了,但关于旋转式机械工作过程的系统研究是从50年代开始的.在历年发表的大量文献中可以看到,从希望建立某种功率预测方法出发,这些研究工作大体上是沿着两条基本路线在发展的:一条可以称为平均比功法,另一条则可称为扭矩合成法.1.1 平均比功法在各类旋转工作部件工作过程的研究中。

土壤稳定机械理论与计算(3)

第三讲土壤稳定机械动力学1 旋转式工作部件工作过程的特点和工作阻力的组成与推土板、松土齿、铧式犁一类的平移式工作部件相比,旋转式工作部件的工作过程有着以下一些重要特点。1)与平移式工作部件的切土过程不同,旋转刀具的切削过程不是一连续的进程,而是一间歇工作的周期性过程。

关中地区土壤团聚体组成特征及稳定性研究

以关中地区不同种植年限的菜园、果园和农田土壤为研究对象,经干筛法后分别测定各级团聚体组成、土壤结构稳定性及机械稳定性,结果表明,〉10 mm,10～〉7 mm和5～〉3 mm团聚体占的比例较大,其他级别的团聚体占的比例较小,果园土壤的结构性随着种植年限的增加逐渐变好,而菜园和农田土壤的结构性有先变好再变差的趋势,土壤出现了明显的＂疲劳＂症状,土地的利用方式对土壤团聚体组成有着较为明显的作用与影响。当振荡10 min时,团聚体的GMD值与e的系数的相关性最好,关中地区土壤干筛的最佳振荡时间为10 min。