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题名仿蟋蟀切齿叶减阻灭茬刀片设计与试验
被引量:5
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作者
蒋锐
陈阳
于成信
王晓飞
朱德泉
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机构
安徽农业大学工学院
合肥学院生物与环境工程系
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出处
《工程设计学报》
CSCD
北大核心
2018年第4期409-419,共11页
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基金
国家自然科学基金面上项目(51575003)
安徽省科技重大专项(17030701045)
国家留学基金管理委员会青年骨干教师出国研修项目(201608775006)
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文摘
为了降低切茬装置切割粉碎玉米根茬所需的功耗,以蟋蟀切齿叶为仿生原型设计了2种仿生灭茬刀片。应用MATLAB软件提取切齿叶部分的轮廓特征,分析其优良的减阻特性,并将此轮廓特征应用于灭茬刀片正刀刃的设计,设计出仿生刀片A;考虑到加工难易程度和经济成本,以二次函数为轮廓特征设计出仿生刀片B。在同等工作参数(前进速度为1m/s,刀辊转速为420r/min,耕深为50mm)前提下,利用ANSYS/LS-DYNA软件仿真和田间试验的方法对2种仿生刀片和原型刀片的载荷状况进行对比分析。仿真结果表明:仿生刀片A和B的最大切削力(分别为881N和908N)较原型刀片的最大切削力(1 079N)分别降低18.35%和15.85%;田间试验结果表明:仿生灭茬刀片A和B的平均扭矩和变异系数分别为267.894N·m,2.31%和275.843N·m,2.11%,原型灭茬刀片平均扭矩和变异系数为299.712N·m和2.33%,且3种灭茬刀片的作业质量(灭茬深度和根茬粉碎率)均可达到相关国家标准。研究结果可为灭茬刀片的减阻降耗设计提供理论指导。
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关键词
仿生设计
灭茬刀片
蟋蟀切齿叶
玉米根茬
扭矩
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Keywords
bionic design
stubble cutting blade
cricket’s incisor lobe
corn stubble
torque
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分类号
S225.59
[农业科学—农业机械化工程]
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