互花米草茎秆切割特性试验研究

摘要

从互花米草茎秆切割特性进行试验研究的背景和意义开始，综合阐述了国内外对互花米草防治方法的研究发展现况，提出了影响茎秆切割特性的相关因素及存在的问题。
　　根据研究的主要内容及技术路线，介绍了互花米草切割试验台的结构与工作原理，根据相关仪器设备的参数计算选型对割台进行CATIA三维设计建模，并分析了其各主要零部件的三维建模过程。对构建完成的割台进行了干涉检查分析，结果表明结构设计合理。
　　介绍了CATIA虚拟样机的运动模拟仿真与分析流程，分析试验台前进速度与行走轮直径之间的关系、刀片切割速度与电机转速之间的关系，转化成CATIA中可模拟的行走轮角速度与试验台前进速度之间的关系、电机角速度与工作刀片切割速度之间的关系，从而得到试验台不同前进速度和切割速度下的行走轮角速度值和电机转速及角速度值。建立前进速度与切割速度的函数关系，确定合理的采样速度和时间，进行运动仿真，对工作刀片的运动轨迹进行模拟。对工作刀片、皮带轮输出轴、刀具转轴进行静力学分析，模拟割台的受力以及工作情况。
　　列举了试验所需的设备，分别介绍了相关试验设备的选择类型及其参数，叙述了设备的连接及其控制方法。选择福建省宁德市一处滩涂海岸上生长的互花米草作为试验材料，经相关仪器测量，试验材料的茎秆直径范围为4~12mm，茎秆含水率为30.36％。以福建农林大学农业工程实验室的土槽作为试验地点，对茎秆的切割特性进行研究，在室内平均空气干球温度13.5℃、湿球温度9.8℃、相对湿度为62.11%、土壤为壤土的环境条件下进行试验。采用回转式单圆盘无支撑切割，刀片采用柔性刀片，介绍了刀片的相关参数。通过前进速度、刀片切割速度以及刀片切割角度三个因素进行三水平的正交试验，得到相应的切割功率、切割扭矩和切割力。对得到的数据进行分析，从而选出最优配置方案，再对最优的方案进行验证，验证结果显示，前进速度为1km/h、切割速度为65m/s、切割角度为10°时的切割功率、切割扭矩和切割力均最低，与分析结果一致。为后期互花米草割除机的进一步设计提供了参考依据。

目录

封面

声明

目录

中文摘要

英文摘要

第一章 绪论

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究概况及存在的问题

1.3本课题主要研究内容及技术路线

1.4本章小结

第二章 试验台设计及CATIA三维建模

2.1 试验台设计

2.2 CATIA三维建模

2.3本章小结

第三章 虚拟运动模拟仿真与分析

3.1 CATIA DMU运动机构模拟模块简介

3.2虚拟运动模拟

3.3运动仿真

3.4 主要零件的静力学分析

3.5 本章小结

第四章 物料茎秆切割特性的试验研究

4.1 试验设备与材料

4.2 相关环境参数的测定

4.3茎秆切割试验分析

4.4切割试验验证

4.5本章小结

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

附录

致谢

攻读硕士期间发表的论文及参加的科研课题