马铃薯仿生挖掘铲片的设计与仿真

据蝼蛄前足胫节爪趾第1趾的体视显微镜照片设计了马铃薯挖掘机挖掘铲铲片,为马铃薯挖掘机提供了一种减阻效率较高的挖掘铲。应用AutoCAD软件获取爪趾外侧曲线和内侧曲线的轮廓点,并将点坐标值数据使用LIST命令导出,并借助EXCEL软件多项式拟合法对爪趾的侧面轮廓线进行拟合,在拟合多项式的基础上在Solidworks软件中进行仿生铲片的建模,最后应用LS-DYNA软件仿真模拟普通铲片与仿生铲片挖削土壤的过程,并测定两种铲片的土壤阻力。仿真结果表明,仿生铲片较普通铲片土壤阻力减小近61%。所设计的仿生挖掘铲片为马铃薯挖掘机挖掘铲减阻技术要求提供了一种解决思路,且结构新颖。

深水条件下钻孔爆破合理堵塞长度的数值研究

合理的堵塞长度在深水条件下钻孔爆破时,不仅可以提高爆破效果,还能节约施工成本。为研究深水条件下钻孔爆破在不同水深时合理的堵塞长度取值,采用单一变量法,仅改变堵塞长度,结合三峡—葛洲坝两坝间莲沱段航道整治炸礁工程,运用ANSYS LS-DYN软件对水下钻孔爆破过程进行数值模拟研究。结果表明:随着水深的增大,岩体所受的水压力也相应增大,同时水压力可以替代部分堵塞,因此合理堵塞值应随着水深的增大而减小;在4种典型水深20、25、30、35 m条件下所对应的合理堵塞长度为140、120、100、80 cm;同一装药结构在不同水深处爆破时,合理堵塞值与水深成近似线性关系。

仿生铲的减阻碎土机理及仿真研究

本文基于甘肃农业大学工学院设计的仿生挖掘铲模型,进行了仿生铲的减阻碎土机理理论研究,并借助非线性有限元软件LS-DYNA对碎土和减阻性能进行了仿真研究。由仿生挖掘铲片三维模型的曲面曲率变化可知,仿生挖掘铲片曲率的变化规律有利于挖掘铲的脱土;由铲片挖削土壤受力分析可知,铲片在水平方向上的阻力减小了,又使土壤沿着挖削面逐渐提升有利于碎土,减轻分离装置负担和马铃薯损伤几率;对比仿生铲片与普通铲片仿真挖削土壤过程发现,普通铲片对土壤应力比较分散、最大应力值较小,而仿生铲片对土壤应力较集中且铲尖处应力最大,仿生铲片较普通铲片土壤阻力减小近61%。因此,仿生铲片更具有优良的挖削性能。