深松鏟減阻耐磨仿生技術

序
前言
第1章緒論1
1.1研究目的及意義1
1.2農機觸土部件的磨損與耐磨性3
1.2.1磨料磨損3
1.2.2農機觸土部件的耐磨性4
1.3深松鏟減阻技術5
1.4仿生學7
1.5農業(yè)機械與仿生學8
1.5.1農業(yè)機械仿生減阻技術8
1.5.2農業(yè)機械仿生黏附技術14
1.5.3農業(yè)機械仿生耐磨技術16
1.6主要研究內容20
參考文獻20
第2章仿生減阻耐磨深松鏟設計制造28
2.1生物耐磨結構28
2.1.1凸包形耐磨幾何結構28
2.1.2棱紋形耐磨幾何結構39
2.1.3鱗片形耐磨幾何結構40
2.1.4凹坑形耐磨幾何結構41
2.1.5螺旋形耐磨幾何結構41
2.2生物耐磨幾何結構特征提取及數(shù)學模型建立43
2.2.1生物特征提取43
2.2.2數(shù)學模型建立45
2.3仿生棱紋形深松鏟刃設計制造46
2.3.1仿生棱紋形深松鏟刃的設計原則及步驟46
2.3.2仿生棱紋形幾何結構深松鏟刃設計47
2.3.3仿生棱紋形幾何結構深松鏟刃制備49
2.4生物防黏減阻特性51
2.4.1土壤洞穴動物減阻特性分析51
2.4.2仿生減阻幾何結構信息提取及數(shù)學模型建立53
2.5仿生減阻深松鏟柄設計制造54
2.5.1仿生減阻深松鏟柄的設計原則54
2.5.2仿生減阻深松鏟柄結構參數(shù)確定55
2.5.3仿生減阻深松鏟柄設計56
2.5.4深松鏟柄加工制造57
2.6小結60
參考文獻61
第3章仿生棱紋形幾何結構耐磨深松鏟刃磨料磨損試驗研究65
3.1試驗條件66
3.2試驗設備66
3.3磨料磨損試驗68
3.3.1試驗方案68
3.3.2磨損試驗流程69
3.4鏟刃樣件磨損試驗結果71
3.5磨損量結果分析72
3.5.165Mn深松鏟刃磨損結果分析72
3.5.2T10深松鏟刃磨損試驗結果分析74
3.5.3材料特性對鏟刃磨損量的影響分析75
3.6深松鏟刃磨損表面形貌分析77
3.6.1深松鏟刃磨損表面宏觀形貌分析77
3.6.2仿生棱紋形深松鏟刃耐磨機理分析80
3.6.3深松鏟刃磨損表面微觀形態(tài)分析82
3.7小結84
參考文獻85
第4章深松鏟耕作阻力試驗研究91
4.1試驗方案的制定91
4.2試驗條件92
4.3深松試驗儀器設備93
4.4深松耕作土槽試驗96
4.4.1試驗區(qū)整地及規(guī)劃96
4.4.2土壤堅實度測量96
4.4.3土壤容重測定98
4.4.4土壤含水量測定100
4.4.5試驗過程101
4.5試驗結果與分析102
4.5.1深松鏟深松耕作試驗阻力測試結果102
4.5.2仿生指數(shù)函數(shù)曲線型深松鏟試驗結果分析110
4.5.3深松鏟耕作阻力對比分析111
4.6仿生減阻深松鏟減阻機理分析114
4.7仿生鏟柄與仿生鏟刃協(xié)同減阻試驗116
4.7.1試驗方案116
4.7.2耕作阻力試驗結果118
4.7.3耕作阻力對比分析126
4.8小結128
參考文獻129
第5章深松鏟田間耕作試驗研究134
5.1試驗方案134
5.1.1前進速度134
5.1.2耕深確定及調節(jié)135
5.1.3對比深松鏟類型選擇135
5.1.4數(shù)據(jù)采集方式135
5.2試驗儀器及設備138
5.3試驗場地及土壤參數(shù)測量139
5.3.1試驗區(qū)劃分及土壤物理性狀139
5.3.2試驗區(qū)土壤參數(shù)測量141
5.4田間深松試驗142
5.4.1試驗過程142
5.4.2耕作阻力試驗結果及分析143
5.5土壤擾動形貌分析146
5.6小結149
參考文獻149
第6章深松鏟土壤耕作過程離散元模擬分析157
6.1離散元法簡介157
6.2離散元法模擬的一般流程159
6.3土壤物理參數(shù)確定160
6.3.1土壤密度160
6.3.2土壤堅實度161
6.3.3土壤內聚力和內摩擦角161
6.3.4土壤彈性模量168
6.4深松鏟-土壤接觸離散元模擬169
6.4.1接觸力學模型169
6.4.2土壤細觀參數(shù)171
6.4.3深松鏟-土壤接觸離散元模擬結果171
6.5小結174
參考文獻175
第7章深松技術裝備研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢184
7.1深松技術裝備研究現(xiàn)狀184
7.1.1國外深松技術裝備研究現(xiàn)狀184
7.1.2我國深松技術裝備研究現(xiàn)狀189
7.2深松技術裝備的未來發(fā)展趨勢195
參考文獻196