电动微耕机作业功耗与振动特性研究
发布时间：2023-03-29 00:21
我国丘陵山区占全国耕地总面积的63.2%,耕地狭小且分散、缺乏机耕道,微耕机以其结构简单、重量轻、体积小及田间转移方便等优点,成为我国丘陵山区现阶段不可或缺的农业机械。由于土地整治建设任务的长期性和艰巨性,可以预计在今后相当长的一段时期内,微耕机仍将在我国丘陵山区农业耕整地作业中扮演重要角色。然而内燃机微耕机作业过程中的强烈振动不仅影响机器的操作舒适性,而且可能会对操作人员感觉神经、肌肉、骨骼和关节等造成损害,为降低微耕机的振动,课题组研发了一款可用于丘陵山区大田旱地耕整地作业(耕深>10cm)的新型蓄电池类电动微耕机。作业功耗和振动特性作为衡量蓄电池类电动微耕机作业性能的两个关键指标,存在一定的对立性。如何综合考虑作业功耗和振动特性,同时降低电动微耕机的作业功耗和振动,提高电动微耕机的作业性能,已经成为电动微耕机能否在丘陵山区得到广泛应用的关键因素。本论文以电动微耕机作业功耗与振动特性为研究对象,通过理论分析和旋耕弯刀切削土壤动力学仿真,从旋耕弯刀切削土壤微观机理出发对旋耕弯刀几何参数进行优化,以降低电动微耕机的作业功耗;采用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的方法对电动微耕机...
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 电动微耕机及其发展历程
1.2.1 电动微耕机概述
1.2.2 电动微耕机的发展历程
1.3 国内外研究现状分析
1.3.1 电动微耕机作业功耗研究现状
1.3.2 电动微耕机振动特性研究现状
1.3.3 研究现状总结
1.4 论文主要研究内容及框架
1.5 技术路线
1.6 课题来源
第2章 电动微耕机作业功耗研究
2.1 引言
2.2 电动微耕机作业功耗模型的构建
2.2.1 旋耕刀辊切削土壤功耗
2.2.2 微耕机前进功耗
2.2.3 电动微耕机传动部分功耗
2.2.4 电动微耕机作业功耗及分析
2.3 旋耕弯刀切削土壤动力学仿真
2.3.1 旋耕弯刀和土壤有限元模型的建立
2.3.2 旋耕弯刀切土动力学仿真模型关键字定义
2.3.3 旋耕弯刀切土动力学仿真结果与分析
2.4 旋耕弯刀参数优化及验证
2.4.1 试验因子及指标的选取
2.4.2 二次回归正交组合设计
2.4.3 旋耕弯刀几何参数优化
2.4.4 优化后旋耕弯刀动力学仿真分析
2.5 优化前后旋耕刀辊切削力及功耗分析
2.5.1 优化前后旋耕刀辊切削力分析
2.5.2 优化前后旋耕刀辊切削土壤功耗分析
2.6 本章小结
第3章 电动微耕机振动特性研究
3.1 引言
3.2 电动微耕机振动特性数学模型的构建
3.2.1 振动传递函数
3.2.2 频率响应函数的获取
3.2.3 电动微耕机振动理论模型的构建
3.3 电动微耕机振动特性田间试验研究
3.3.1 田间试验土壤相关性能参数测试
3.3.2 试验设备
3.3.3 试验方案
3.3.4 试验结果及分析
3.4 电动微耕机MATLAB/Simulink振动加速度仿真分析
3.4.1 电动微耕机样机三维模型的构建
3.4.2 电动微耕机受力分析
3.4.3 “电动微耕机-土壤”系统仿真模型的建立
3.4.4 结果分析
3.5 电动微耕机机架拓扑优化
3.5.1 电动微耕机机架计算模态分析
3.5.2 电动微耕机机架试验模态分析
3.5.3 计算模态分析与试验模态分析结果对比分析
3.5.4 电动微耕机机架拓扑优化
3.5.5 机架拓扑优化前后性能对比分析
3.6 本章小结
第4章 电动微耕机降耗减振效果试验验证
4.1 引言
4.2 电动微耕机功耗振动综合作业性能评价方法
4.2.1 作业功耗评价
4.2.2 振动特性评价
4.2.3 电动微耕机功耗振动综合作业性能评价
4.3 电动微耕机作业功耗与振动特性田间试验研究
4.3.1 试验准备
4.3.2 电动微耕机作业功率分析
4.3.3 振动特性田间试验结果分析
4.4 降耗减振效果评价
4.4.1 降耗效果评价
4.4.2 减振效果评价
4.4.3 电动微耕机功耗振动综合作业性能评价
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 展望
参考文献
致谢
在校期间科研成果
本文编号：3773595
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 电动微耕机及其发展历程
1.2.1 电动微耕机概述
1.2.2 电动微耕机的发展历程
1.3 国内外研究现状分析
1.3.1 电动微耕机作业功耗研究现状
1.3.2 电动微耕机振动特性研究现状
1.3.3 研究现状总结
1.4 论文主要研究内容及框架
1.5 技术路线
1.6 课题来源
第2章 电动微耕机作业功耗研究
2.1 引言
2.2 电动微耕机作业功耗模型的构建
2.2.1 旋耕刀辊切削土壤功耗
2.2.2 微耕机前进功耗
2.2.3 电动微耕机传动部分功耗
2.2.4 电动微耕机作业功耗及分析
2.3 旋耕弯刀切削土壤动力学仿真
2.3.1 旋耕弯刀和土壤有限元模型的建立
2.3.2 旋耕弯刀切土动力学仿真模型关键字定义
2.3.3 旋耕弯刀切土动力学仿真结果与分析
2.4 旋耕弯刀参数优化及验证
2.4.1 试验因子及指标的选取
2.4.2 二次回归正交组合设计
2.4.3 旋耕弯刀几何参数优化
2.4.4 优化后旋耕弯刀动力学仿真分析
2.5 优化前后旋耕刀辊切削力及功耗分析
2.5.1 优化前后旋耕刀辊切削力分析
2.5.2 优化前后旋耕刀辊切削土壤功耗分析
2.6 本章小结
第3章 电动微耕机振动特性研究
3.1 引言
3.2 电动微耕机振动特性数学模型的构建
3.2.1 振动传递函数
3.2.2 频率响应函数的获取
3.2.3 电动微耕机振动理论模型的构建
3.3 电动微耕机振动特性田间试验研究
3.3.1 田间试验土壤相关性能参数测试
3.3.2 试验设备
3.3.3 试验方案
3.3.4 试验结果及分析
3.4 电动微耕机MATLAB/Simulink振动加速度仿真分析
3.4.1 电动微耕机样机三维模型的构建
3.4.2 电动微耕机受力分析
3.4.3 “电动微耕机-土壤”系统仿真模型的建立
3.4.4 结果分析
3.5 电动微耕机机架拓扑优化
3.5.1 电动微耕机机架计算模态分析
3.5.2 电动微耕机机架试验模态分析
3.5.3 计算模态分析与试验模态分析结果对比分析
3.5.4 电动微耕机机架拓扑优化
3.5.5 机架拓扑优化前后性能对比分析
3.6 本章小结
第4章 电动微耕机降耗减振效果试验验证
4.1 引言
4.2 电动微耕机功耗振动综合作业性能评价方法
4.2.1 作业功耗评价
4.2.2 振动特性评价
4.2.3 电动微耕机功耗振动综合作业性能评价
4.3 电动微耕机作业功耗与振动特性田间试验研究
4.3.1 试验准备
4.3.2 电动微耕机作业功率分析
4.3.3 振动特性田间试验结果分析
4.4 降耗减振效果评价
4.4.1 降耗效果评价
4.4.2 减振效果评价
4.4.3 电动微耕机功耗振动综合作业性能评价
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 展望
参考文献
致谢
在校期间科研成果
本文编号：3773595
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