兑瀚:马铃薯收获机升运过程机械损伤分析与试验论文

兑瀚:马铃薯收获机升运过程机械损伤分析与试验论文

本文主要研究内容

作者兑瀚(2019)在《马铃薯收获机升运过程机械损伤分析与试验》一文中研究指出:马铃薯是仅次于小麦、水稻和玉米的全球第四大重要粮食作物,并且随着马铃薯主粮化战略的启动,我国马铃薯种植得到了足够多的重视。我国马铃薯种植面积位居世界第一,但马铃薯的质量与一些先进国家仍有较大差距。其中在收获过程中的机械损伤严重是导致我国马铃薯质量低的重要原因之一,收获过程中的机械损伤会导致马铃薯在后续加工贮存等过程中产生较大影响。目前国内外对于机械损伤的研究主要从物料特性以及针对相关收获机械方面入手,针对我国广泛使用的升运链式马铃薯收获机,开展如何减轻马铃薯机械损伤的研究成为了提升马铃薯质量的关键。因此,针对上述问题,本研究对升运链式马铃薯收获机上的机械损伤产生机理进行探究,确定马铃薯在收获过程中易产生机械损伤的部位,对损伤过程进行运动学分析以及碰撞力学分析,并对马铃薯与升运链杆条的碰撞模型进行了有限元仿真分析,针对影响机械损伤的因素设计了相应试验。主要内容如下:(1)针对特定马铃薯品种对马铃薯的基本参数进行测定,包括基本物理参数和基本力学参数,确定马铃薯块茎的外形尺寸特性以及薯皮和薯块的力学特性,其中基本物理参数包括轴向尺寸、形状指数和曲率半径的测量;基本力学参数包括马铃薯块茎的压缩特性以及薯皮的拉伸特性。(2)根据升运链式马铃薯收获机的作业特点确定易发生机械损伤的部位,即马铃薯在一级升运链末端掉落至二级升运链处和二级升运链上被抛起而掉落至二级升运链处,以及升运结束后掉落至田间或掉落至集装箱的过程,以此过程作为研究对象进行运动学分析以及碰撞过程中的力学分析,确定影响马铃薯机械损伤的影响因素。(3)通过对马铃薯损伤过程的运动特性和碰撞力学特性的分析,以测定的马铃薯物理参数和力学参数为基础建立马铃薯与升运链杆条的有限元模型,以常规升运链式马铃薯收获机的作业参数为初始条件,运用Hyper Works联合LS-DYNA对有限元模型进行计算,对仿真计算结果进行分析。(4)设计试验台并按照国外学者对于机械损伤的测定标准进行台架试验,以理论分析得出的机具前进速度、升运链线速度、升运链倾角和跌落高度为试验因素,以损伤面积标准值和损伤深度标准值为试验指标,采用二次回归旋转组合试验的方法进行试验研究,对试验结果进行回归分析,并对作业参数进行优化,以减轻马铃薯机械损伤的情况。并进行基于电子马铃薯的验证试验,验证上述作业参数组合可以改善机械损伤情况。相关研究结果:(1)对马铃薯基本参数测定结果为:尤金885马铃薯品种轴向尺寸范围在长度60-90mm,宽度55-68mm,厚度47-60mm内,形状指数处于范围0.75-0.89内,其顶部对应的曲率半径平均值为18.53mm,腰部对应的曲率半径平均值为43.22mm,底部对应的曲率半径平均值为19.41mm;试验测得尤金885马铃薯品种的薯块的弹性模量为5.13MPa,薯块的泊松比为0.47,极限压力为384.8N,极限压应力为0.96MPa;薯皮的极限拉断力为8.04N,极限拉应力为0.358MPa。后续研究将在此基础上展开。(2)通过对马铃薯可能产生机械损伤部位的运动特性分析以及碰撞过程中的力学分析确定了影响针对升运链式马铃薯收获机上产生机械损伤的影响因素,分别是机具前进速度、升运链倾角、下落高度、升运链线速度以及薯块自身的质量;并通过上述影响因素设计针对升运链式马铃薯收获机的机械损伤试验装置。(3)通过台架试验验证了影响马铃薯机械损伤的因素,得出优化后的升运链式马铃薯收获机的相关参数可以减轻马铃薯机械损伤情况。试验台试验确定了最佳的作业参数,当机具前进速度为1.0m/s,二级升运链线速度为1.5m/s,二级升运链倾角为14°,二级升运链处马铃薯跌落高度为180mm,二级升运链末端马铃薯跌落高度为150mm,马铃薯与杆条碰撞和与平面碰撞时的损伤面积标准值和损伤深度标准值均优于传统作业参数下的马铃薯损伤情况,验证马铃薯机械损伤机理研究的合理性以及作业参数优化的合理性,满足通过优化作业参数减轻马铃薯机械损伤情况的要求。本文的相关研究为升运链式马铃薯收获机的机械损伤原理研究和作业参数优化提供了新思路和新方法,为马铃薯机械损伤的研究提供了理论支持和技术参考。

Abstract

ma ling shu shi jin ci yu xiao mai 、shui dao he yu mi de quan qiu di si da chong yao liang shi zuo wu ,bing ju sui zhao ma ling shu zhu liang hua zhan lve de qi dong ,wo guo ma ling shu chong zhi de dao le zu gou duo de chong shi 。wo guo ma ling shu chong zhi mian ji wei ju shi jie di yi ,dan ma ling shu de zhi liang yu yi xie xian jin guo jia reng you jiao da cha ju 。ji zhong zai shou huo guo cheng zhong de ji xie sun shang yan chong shi dao zhi wo guo ma ling shu zhi liang di de chong yao yuan yin zhi yi ,shou huo guo cheng zhong de ji xie sun shang hui dao zhi ma ling shu zai hou xu jia gong zhu cun deng guo cheng zhong chan sheng jiao da ying xiang 。mu qian guo nei wai dui yu ji xie sun shang de yan jiu zhu yao cong wu liao te xing yi ji zhen dui xiang guan shou huo ji xie fang mian ru shou ,zhen dui wo guo an fan shi yong de sheng yun lian shi ma ling shu shou huo ji ,kai zhan ru he jian qing ma ling shu ji xie sun shang de yan jiu cheng wei le di sheng ma ling shu zhi liang de guan jian 。yin ci ,zhen dui shang shu wen ti ,ben yan jiu dui sheng yun lian shi ma ling shu shou huo ji shang de ji xie sun shang chan sheng ji li jin hang tan jiu ,que ding ma ling shu zai shou huo guo cheng zhong yi chan sheng ji xie sun shang de bu wei ,dui sun shang guo cheng jin hang yun dong xue fen xi yi ji peng zhuang li xue fen xi ,bing dui ma ling shu yu sheng yun lian gan tiao de peng zhuang mo xing jin hang le you xian yuan fang zhen fen xi ,zhen dui ying xiang ji xie sun shang de yin su she ji le xiang ying shi yan 。zhu yao nei rong ru xia :(1)zhen dui te ding ma ling shu pin chong dui ma ling shu de ji ben can shu jin hang ce ding ,bao gua ji ben wu li can shu he ji ben li xue can shu ,que ding ma ling shu kuai jing de wai xing che cun te xing yi ji shu pi he shu kuai de li xue te xing ,ji zhong ji ben wu li can shu bao gua zhou xiang che cun 、xing zhuang zhi shu he qu lv ban jing de ce liang ;ji ben li xue can shu bao gua ma ling shu kuai jing de ya su te xing yi ji shu pi de la shen te xing 。(2)gen ju sheng yun lian shi ma ling shu shou huo ji de zuo ye te dian que ding yi fa sheng ji xie sun shang de bu wei ,ji ma ling shu zai yi ji sheng yun lian mo duan diao la zhi er ji sheng yun lian chu he er ji sheng yun lian shang bei pao qi er diao la zhi er ji sheng yun lian chu ,yi ji sheng yun jie shu hou diao la zhi tian jian huo diao la zhi ji zhuang xiang de guo cheng ,yi ci guo cheng zuo wei yan jiu dui xiang jin hang yun dong xue fen xi yi ji peng zhuang guo cheng zhong de li xue fen xi ,que ding ying xiang ma ling shu ji xie sun shang de ying xiang yin su 。(3)tong guo dui ma ling shu sun shang guo cheng de yun dong te xing he peng zhuang li xue te xing de fen xi ,yi ce ding de ma ling shu wu li can shu he li xue can shu wei ji chu jian li ma ling shu yu sheng yun lian gan tiao de you xian yuan mo xing ,yi chang gui sheng yun lian shi ma ling shu shou huo ji de zuo ye can shu wei chu shi tiao jian ,yun yong Hyper Workslian ge LS-DYNAdui you xian yuan mo xing jin hang ji suan ,dui fang zhen ji suan jie guo jin hang fen xi 。(4)she ji shi yan tai bing an zhao guo wai xue zhe dui yu ji xie sun shang de ce ding biao zhun jin hang tai jia shi yan ,yi li lun fen xi de chu de ji ju qian jin su du 、sheng yun lian xian su du 、sheng yun lian qing jiao he die la gao du wei shi yan yin su ,yi sun shang mian ji biao zhun zhi he sun shang shen du biao zhun zhi wei shi yan zhi biao ,cai yong er ci hui gui xuan zhuai zu ge shi yan de fang fa jin hang shi yan yan jiu ,dui shi yan jie guo jin hang hui gui fen xi ,bing dui zuo ye can shu jin hang you hua ,yi jian qing ma ling shu ji xie sun shang de qing kuang 。bing jin hang ji yu dian zi ma ling shu de yan zheng shi yan ,yan zheng shang shu zuo ye can shu zu ge ke yi gai shan ji xie sun shang qing kuang 。xiang guan yan jiu jie guo :(1)dui ma ling shu ji ben can shu ce ding jie guo wei :you jin 885ma ling shu pin chong zhou xiang che cun fan wei zai chang du 60-90mm,kuan du 55-68mm,hou du 47-60mmnei ,xing zhuang zhi shu chu yu fan wei 0.75-0.89nei ,ji ding bu dui ying de qu lv ban jing ping jun zhi wei 18.53mm,yao bu dui ying de qu lv ban jing ping jun zhi wei 43.22mm,de bu dui ying de qu lv ban jing ping jun zhi wei 19.41mm;shi yan ce de you jin 885ma ling shu pin chong de shu kuai de dan xing mo liang wei 5.13MPa,shu kuai de bo song bi wei 0.47,ji xian ya li wei 384.8N,ji xian ya ying li wei 0.96MPa;shu pi de ji xian la duan li wei 8.04N,ji xian la ying li wei 0.358MPa。hou xu yan jiu jiang zai ci ji chu shang zhan kai 。(2)tong guo dui ma ling shu ke neng chan sheng ji xie sun shang bu wei de yun dong te xing fen xi yi ji peng zhuang guo cheng zhong de li xue fen xi que ding le ying xiang zhen dui sheng yun lian shi ma ling shu shou huo ji shang chan sheng ji xie sun shang de ying xiang yin su ,fen bie shi ji ju qian jin su du 、sheng yun lian qing jiao 、xia la gao du 、sheng yun lian xian su du yi ji shu kuai zi shen de zhi liang ;bing tong guo shang shu ying xiang yin su she ji zhen dui sheng yun lian shi ma ling shu shou huo ji de ji xie sun shang shi yan zhuang zhi 。(3)tong guo tai jia shi yan yan zheng le ying xiang ma ling shu ji xie sun shang de yin su ,de chu you hua hou de sheng yun lian shi ma ling shu shou huo ji de xiang guan can shu ke yi jian qing ma ling shu ji xie sun shang qing kuang 。shi yan tai shi yan que ding le zui jia de zuo ye can shu ,dang ji ju qian jin su du wei 1.0m/s,er ji sheng yun lian xian su du wei 1.5m/s,er ji sheng yun lian qing jiao wei 14°,er ji sheng yun lian chu ma ling shu die la gao du wei 180mm,er ji sheng yun lian mo duan ma ling shu die la gao du wei 150mm,ma ling shu yu gan tiao peng zhuang he yu ping mian peng zhuang shi de sun shang mian ji biao zhun zhi he sun shang shen du biao zhun zhi jun you yu chuan tong zuo ye can shu xia de ma ling shu sun shang qing kuang ,yan zheng ma ling shu ji xie sun shang ji li yan jiu de ge li xing yi ji zuo ye can shu you hua de ge li xing ,man zu tong guo you hua zuo ye can shu jian qing ma ling shu ji xie sun shang qing kuang de yao qiu 。ben wen de xiang guan yan jiu wei sheng yun lian shi ma ling shu shou huo ji de ji xie sun shang yuan li yan jiu he zuo ye can shu you hua di gong le xin sai lu he xin fang fa ,wei ma ling shu ji xie sun shang de yan jiu di gong le li lun zhi chi he ji shu can kao 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自东北农业大学的兑瀚,发表于刊物东北农业大学2019-08-27论文,是一篇关于升运链式论文,马铃薯论文,收获机论文,机械损伤论文,试验论文,东北农业大学2019-08-27论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自东北农业大学2019-08-27论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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