基于离散元法的旋耕过程土壤运动行为分析

• 作者: Chaudhry Arslan Farman Ali Chandio 姬长英 张庆怡 方会敏 郭俊
• 来源期刊: 农业机械学报
• 学科: 农学
• 关键词: 旋耕刀 土壤运动 离散元仿真 运动机理
• 年，卷（期）: 2016,（3）
• 所属期刊栏目: 农业装备与机械化工程
• 页码范围: 22-28
• 分类号: S222.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.03.004

摘要

土壤与耕作部件间的相互作用规律是设计和选用土壤耕作部件的基础.研究土壤和耕作部件间的相互作用规律就是要研究耕作部件对土壤产生的作用和它们之间的作用力,首先必须探讨耕作部件工作时土壤运动规律和施加于土壤的作用力.为此本文建立基于离散元方法的旋耕工作模型;对比分析实验与仿真的土壤位移:在土槽实验中采用示踪块方法测量土壤位移,仿真中通过追踪表层土壤颗粒的运动获得仿真位移;利用实验和仿真数据对土壤位移和运动机理进行分析.结果表明:土壤水平和侧向位移都随着转速增加呈现增加的趋势;土壤的水平运动位移总是大于同转速下的侧向位移.浅层土壤颗粒的运动位移最大,中层土壤次之,深层土壤最小.较深位置的土壤,距离旋转中心越近的土壤颗粒水平位移和侧向位移越大.在旋耕刀切土范围内的土壤,有向相反方向运动趋势的浅、中、深层颗粒比例分别为26.2％、72.1％、48.4％.在水平力作用下,大部分土壤颗粒随着旋耕刀切土有向后运动的行为;土壤在开始时刻的侧向受力和侧向运动方向,由颗粒的侧向位置是否偏离侧切刃轴线决定,位于侧切刃轴线左侧的颗粒,则其侧向力向左,反之亦然;土壤在垂直方向先随着刀具人土向下运动,然后滑出刀刃边界被抛起.本文建立的仿真模型得到的土壤水平位移和侧向位移与相应实验值的误差为24.9％和15.3％.本文运用离散元法进行旋耕过程中土壤宏观和细观运动行为的分析,有助于理解旋耕刀与土壤的相互作用机理,为旋耕机械的设计与优化提供理论依据.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	姬长英	南京农业大学工学院	214	3908	34.0	51.0
2	方会敏	南京农业大学工学院	8	243	7.0	8.0
3	郭俊	南京农业大学工学院	11	279	7.0	11.0
4	张庆怡	南京农业大学工学院	10	266	8.0	10.0
5	Farman Ali Chandio	信德农业大学农业工程学院	1	83	1.0	1.0