黏重黑土条件下马铃薯挖掘铲仿生减阻特性分析与试验

S223; 针对黏重黑土地区马铃薯挖掘铲挖掘阻力大、能耗高等问题,以白茅根膜质叶鞘为仿生原型,设计了一种基于仿生波纹结构的马铃薯减阻挖掘铲.基于离散元(DEM)法仿真和土槽试验,确定减阻性能最优的设计参数;通过田间试验以油耗和阻力为指标验证仿生挖掘铲的减阻效果和挖掘性能.离散元仿真得到仿生挖掘铲最佳布置方式为纵向布置;在相同纵向布置方式下,通过土槽试验得到仿生挖掘铲的波纹参数在幅值为2.5 mm、频率为0.5时表现出较为优异的减阻性能.根据最佳参数研制仿生纵波纹铲,进行普通平铲和仿生纵波纹铲的作业对比试验,结果表明仿生纵波纹铲阻力减少了 14.45％,单位油耗减少了 17.15％.研究表明仿生...

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Published in农业工程学报 Vol. 39; no. 20; pp. 1 - 9
Main Authors 李俊伟, 顾天龙, 李祥雨, 王兆杰, 胡斌, 马云海
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 石河子大学机械电气工程学院/现代农业机械兵团重点实验室,石河子 832003 01.10.2023
农业农村部西北农业装备重点实验室,石河子 832003%石河子大学机械电气工程学院/现代农业机械兵团重点实验室,石河子 832003%吉林大学生物与农业工程学院,长春 130022
吉林大学工程仿生教育部重点实验室,长春 130022
Subjects
agricultural machinery
减黏减阻
reducing viscosity and drag
试验
experiments
potato digging shovel
clay heavy black soil
仿生
马铃薯挖掘铲
黏重黑土
bionics
农业机械
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ISSN1002-6819
DOI10.11975/j.issn.1002-6819.202305034

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Summary:S223; 针对黏重黑土地区马铃薯挖掘铲挖掘阻力大、能耗高等问题,以白茅根膜质叶鞘为仿生原型,设计了一种基于仿生波纹结构的马铃薯减阻挖掘铲.基于离散元(DEM)法仿真和土槽试验,确定减阻性能最优的设计参数;通过田间试验以油耗和阻力为指标验证仿生挖掘铲的减阻效果和挖掘性能.离散元仿真得到仿生挖掘铲最佳布置方式为纵向布置;在相同纵向布置方式下,通过土槽试验得到仿生挖掘铲的波纹参数在幅值为2.5 mm、频率为0.5时表现出较为优异的减阻性能.根据最佳参数研制仿生纵波纹铲,进行普通平铲和仿生纵波纹铲的作业对比试验,结果表明仿生纵波纹铲阻力减少了 14.45％,单位油耗减少了 17.15％.研究表明仿生纵波纹铲具有较好的减阻特性,仿生结构设计合理,能实现黏重黑土条件下马铃薯收获挖掘作业,可为整机节能减耗的研究奠定基础.
ISSN:1002-6819
DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.202305034