深松铲工作状态受力分析与计算机模拟
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摘要
实施农田保护性耕作是农业可持续发展的一项重要内容，其意义深远而重大。多年的实践证明，深松铲是农业保护性耕作的一种重要机具，深松技术是推动农业可持续性发展的一项技术措施。并且深松技术的研究以及深松铲的研制已经受到了科研领域的重视，且得到了一定的发展，然而由于种种原因深松技术仍没有得到非常广泛的应用，深松铲也存在着许多问题，其中，所受工作阻力较大就是一个最为突出的问题。
本文从改善深松铲受力状况、优化其结构参数以更好的满足深松要求入手，利用计算机辅助设计(AutoCAD)技术绘制深松铲的结构图形以利于其分析和设计，并通过对现存深松铲的结构和受力分析，建立了深松铲工作状态的受力数学模型，找出了影响深松铲受力的各个因素，不仅对深松铲的优化有着重大的意义，而且可以得到更加精确的数值和参数，并减少了必须生产出样机进行试验、修正等烦琐的过程，大大节省了时间，节约了资源，提高了生产效率。同时，本文利用计算机高级语言VB编制求解数学模型的程序，从而进一步简化了计算过程，并且使得到的结果更加精确，并可以比较各种不同参数情况下的受力状态，模拟出受力曲线，以科学地优化深松铲的结构和设计参数。然后，通过土槽试验，对所建立的受力数学模型进行了验证，该受力模型在总体上反映了深松铲的受力状况。最后，利用了计算机语言VB编程，实现深松铲工作过程的模拟，可以直观的观察深松铲的工作状况和受力情形，以更加精确的控制深松铲的工作过程和设计出性能更加优越的深松铲。
Protected farming is an important item of agricultural persistent development, and take on significance and graveness. Many year's practice show that subsoiler is an important tool of agricultural protected farming, and the subsoiling technique is an technology and measure that promote the agricultural persistent development. And the field of scientific research have been attached importance to research of subsoiling and develop of subsoiler, and gained considerable development, but subsoiling technology has not been extensive application, subsoiler has so many limitations too, and great resistance is prominent limitation.
This dissertiation start with improving the status of resistance, optimizing parameter of structure, ploting structure graph of subsoiler by AutoCAD, and constituting mathematical model of subsoiler resistance, finding out every affect factor of resistance, it is not only significant to optimize subsoiler, but to gain more precise value and parameter. And that it can detract the process of producing sample, experimentation and correcting, in addition to economizing time, saving resource and enhancing efficiency. At the same time, the dissertation compiling the program to solve the mathematical model by Visual Basic, predigest consequently process of solving and grain more precise value, on the side, compare resistance state of the different parameter and simulate the curve of resistance to optimize sciencly structure and design parameter of subsoiler. And then validate the mathematical model by trough experimentation, prove that the model can show totally draughting resistance of subsoiler. At last, simulati
ng process of work by programming in Visual Basic, observe distinctly situation of working and resistance and precisely control the process of work and design better performance of subsoiler.
本文从改善深松铲受力状况、优化其结构参数以更好的满足深松要求入手，利用计算机辅助设计(AutoCAD)技术绘制深松铲的结构图形以利于其分析和设计，并通过对现存深松铲的结构和受力分析，建立了深松铲工作状态的受力数学模型，找出了影响深松铲受力的各个因素，不仅对深松铲的优化有着重大的意义，而且可以得到更加精确的数值和参数，并减少了必须生产出样机进行试验、修正等烦琐的过程，大大节省了时间，节约了资源，提高了生产效率。同时，本文利用计算机高级语言VB编制求解数学模型的程序，从而进一步简化了计算过程，并且使得到的结果更加精确，并可以比较各种不同参数情况下的受力状态，模拟出受力曲线，以科学地优化深松铲的结构和设计参数。然后，通过土槽试验，对所建立的受力数学模型进行了验证，该受力模型在总体上反映了深松铲的受力状况。最后，利用了计算机语言VB编程，实现深松铲工作过程的模拟，可以直观的观察深松铲的工作状况和受力情形，以更加精确的控制深松铲的工作过程和设计出性能更加优越的深松铲。
Protected farming is an important item of agricultural persistent development, and take on significance and graveness. Many year's practice show that subsoiler is an important tool of agricultural protected farming, and the subsoiling technique is an technology and measure that promote the agricultural persistent development. And the field of scientific research have been attached importance to research of subsoiling and develop of subsoiler, and gained considerable development, but subsoiling technology has not been extensive application, subsoiler has so many limitations too, and great resistance is prominent limitation.
This dissertiation start with improving the status of resistance, optimizing parameter of structure, ploting structure graph of subsoiler by AutoCAD, and constituting mathematical model of subsoiler resistance, finding out every affect factor of resistance, it is not only significant to optimize subsoiler, but to gain more precise value and parameter. And that it can detract the process of producing sample, experimentation and correcting, in addition to economizing time, saving resource and enhancing efficiency. At the same time, the dissertation compiling the program to solve the mathematical model by Visual Basic, predigest consequently process of solving and grain more precise value, on the side, compare resistance state of the different parameter and simulate the curve of resistance to optimize sciencly structure and design parameter of subsoiler. And then validate the mathematical model by trough experimentation, prove that the model can show totally draughting resistance of subsoiler. At last, simulati
ng process of work by programming in Visual Basic, observe distinctly situation of working and resistance and precisely control the process of work and design better performance of subsoiler.
引文
[1] 廖植樨，邓健，谷谒白，刘向阳．全方位深松对土壤物理化学性质的影响．北京农业工程大学学报，15(1)，1995
[2] 李洪文，陈君达，李问盈．保护性耕作条件下深松技术研究．农业机械学报，31(6)，2000．11
[3] S. N. Asare; R. P. Rudra; W. T. Dickinson; A. Fenster. Soil Macroporosity Distribution and Trends in a No-till Plot using a Volume Computer Tomography Scanner. Journal of Agricultural Engineering Research, Vol 78 No. 4 2001
[4] J. M. Kirby; A. G. Bengough. Influence of Soil Strength on Root Growth: experiments and analysis using a critical-state model. European Journal of Soil Science, Vol 53 Number 1 Published by Blackwell press March 2002
[5] 白广明，富刚，周宙．深松促进农作物丰产机理综述．黑龙江水专学报，28(1)，2001．3
[6] 罗伯特H威尔金森，奥斯卡A布朗贝克．《农业机械原理》上卷．中国对外翻译出版公司，1986．8
[7] 沈昌蒲．《机械化土壤耕作》．中国农业出版社，1995．10
[8] 后勤工程学院学术教研室．《数学建模与数学实验》
[9] 《运筹学》教材编写组．《运筹学》(修订版)．清华大学出版社，1990．1
[10] 刘中，王春燕，张志鸿．常用机构计算机动态模拟系统．太原重型机械学院学报，23(4)，2002．12
[11] 邵长发，郑志安，林启瑞．全方位深松在农业可持续发展中的作用研究．农业机械学报30(5)，1999．9
[12] 李洪文，陈君达，高焕文．旱地农业三种耕作措施的对比研究．干旱地区农业研究，15(1)1997．3
[13] 李洪文，陈君达，李问盈．保护性耕作条件下深松技术研究．农业机械学，31(6)2000．11
[14] 郭文斌，廖敏超，田阳，赖松江，张文和．我国深送机具的现状及发展方向探讨．中国农机化．试验研究，5／96．40
[15] 柏雪源，程卫东，王相友．国外几种新型深松机具的研究．农机与食品机械，第4期总第256期1998
[16] Homer D. Eckhardt. Kinematic Design of Machines and Mechinisms. McGraw-Hill Companies, Inc., 1998
[17] C. Zhang; K. Araya. A Three-stage Soil Layer Mixing Plough for the Inprovement of Soil, Part2: soil Bin Experiments. Joural of Agricultural Engineering Research Vol 78 No. 4, Published by Ideal Americ press 2001
[18] 王丽霞．机械深松耕作技术及应用．农机化研究，1，2002．2
[19] 刘向阳，谷谒白。ISO系列全方位深松机型谱．北京农业工程大学学报，15(3)1995
[20] 熊焕章，郭丽艳．全方位深松犁的改进．新疆农机化，第4期，1999
[21] 聂志义．IS-1型振动深松机．新机具
[22] 张建民，宁桂珍，白永斌．BMW-6(10)型深松、施肥、起垄铺膜播种联合作业机的研究．农机与食品机械，1(247)，1997
[23] 余爱平．深松犁深松部件的改进．农机与食品机械，1(259)，1999
[24] 蒋金琳，栾明川，宋殿香，张嘉玉，张锡斋．犁底深松装置的设计和试验研究．莱阳农学院学报．11(12)：1994
[25] 王万钧，胡中．《农业机械设计手册》(上册)．机械工业出版社：1988．4
[26] 李范哲，朴今淑．评价土壤工作部件工作阻力的数学模型．延边农学院学报，18(3)，1996．9
[27] 中国力学学会办公室，中国农业工程学会办公室编．《力学与农业工程》．科学出版社，1994
[28] 陈明，谷谒白，刘向阳．全方位深松部件结构参数的试验研究．北京农业工程大学学报，15(1)27：1995
[29] 郭新荣，谷谒白．全方位深松部件牵引阻力的分析．山西师范大学学报，13(4)，1999．12
[30] 佟伟光．《Visual Basic程序设计教程》．电子工业出版社P4
[31] 徐尔贵，张志宇，王庆．《Visual Basic 6.0教程》．电子工业出版社 P2
[32] 刘炳文．《精通Visual Basic 6.0中文版》．电子工业出版社：1999．7
[33] 高志清．《AutoCAD2002机械及工程制图基础与提高》．中国水利水电出版社
[34] George Omura 著，陈豫生，段晓峰，王少军译．《AutoCAD200机械工程绘图教程》．电子工业出版社
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