正弦指数曲线型开沟刀片结构参数优化

• 作者: 刘立晶 康建明 李树君 杨学军
• 来源期刊: 农业机械学报
• 学科: 农学
• 关键词: 开沟刀片 正弦指数曲线 土槽试验 参数优化
• 年，卷（期）: 2016,（11）
• 所属期刊栏目: 农业装备与机械化工程
• 页码范围: 91-99,17
• 分类号: S222.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2016.11.012

摘要

为获取正弦指数曲线型开沟刀片的最佳结构参数,依据正弦指数曲线方程和二次正交旋转中心组合设计方案,设计了15种型式的开沟刀片,并进行土槽试验.以弯折角、弯曲半径、切土角为影响因子,以功率消耗和沟深稳定性系数为响应值,利用Design-Expert 8.0.6软件进行回归分析和响应面分析,探求单因子及交互因子对响应值的影响效应,并结合非线性优化计算方法,对正弦指数曲线型开沟刀片的结构参数进行优化计算.结果表明:在土壤坚实度为0.29 MPa、土壤含水率16.2％的条件下,各因子对功率消耗的影响贡献由大到小为:弯折角、切土角、弯曲半径;对沟深稳定性系数的影响贡献由大到小为:切土角、弯折角、弯曲半径.优化所得正弦指数曲线型开沟刀片最佳结构参数:弯折角为86.75°,弯曲半径为12 mm,切土角为13.8°,此时功率消耗理论最小值为32.32 kW,沟深稳定性系数为95.6％,验证试验表明功率消耗最小值为34.27 kW,沟深稳定性系数为92.82％,理论值与试验值误差小于10％,验证了回归模型的正确性.将优化前、后和现有开沟刀片在2种不同土壤条件下进行对比试验,结果表明优化后刀片的功率消耗比优化前分别下降4.28 kW和4.23 kW,沟深稳定性系数分别提高7.12个百分点和7.02个百分点,比现有开沟刀片下降7.68 kW和6.91 kW,沟深稳定性系数提高14.34个百分点和8.34个百分点.研究成果为正弦指数曲线型开沟刀片的优化设计提供了理论参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李树君		122	1494	20.0	32.0
2	杨学军		52	948	16.0	30.0
4	刘立晶		13	277	10.0	13.0