垄向区田筑垱机关键部件—四叶板的有限元分析
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除草机的设计与有限元分析
ＤＩ Ｓ Ｐ Ｌ ＡＣ ＥＭＥＮ Ｔ ＳＴＥＰ＝ｌ Ｓ ＵＢ ＝ ２
ＡＮＳ ＹＳ ＭＡ Ｙ ２ ９ ２ ０ １ ５ １ Ｏ ： ３ ９ ： ５ ７
Ｆ Ｒ Ｅ Ｑ ＝ ３ ０ ４ ． ２ ５ ８
Ｄ
械结构 的各 阶主要模态 的特性 ，从而有效地避免振 动 ， 同时 可 以 为 优 化 设 计 提 供 参 考 。本 文 通 过 Ｂ Ｌ Ｏ Ｃ Ｋ Ｌ Ａ Ｎ Ｃ Ｚ Ｏ Ｓ求 解 出除草 机机 架 的前 ５阶模态 。 在模态分析时 ，首先把除草机的机架 三维模 型 转化成 Ｉ Ｇ Ｅ Ｓ格式 ，然 后 导 人 到 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ软 件 中 进 行
模 型检 查 和 网格 划 分【 ５ Ｉ ， 如图 ３ 所示 。
Ｄ
（ ｂ） ２阶 振 型
Ａ ＮＳ Ｙ Ｓ ＭＡＹ ２ ９ ２ Ｏ ｌ ５
１ ０： ４ｌ ： ２２
（ ｃ ） ３阶振型
叫 州
一ห้องสมุดไป่ตู้
一 一
ＡＮＳＹＳ
ＭＡ Ｙ ２ ９ ２ Ｏ ｌ ５ １ Ｏ ： ４ ２ ： ２ ０
动特性 ， 将机 架模型导入到 ＡＮＳ ＹＳ软件 中进 行模 态分析 分析 ， 得 到 了除草机机 架的各阶振 型。研究结果 为进 一步优化 结构提供 了理论参 考。 关键词 ： 除 草机 ； 三 维建模 ； 机架； 模 态分析
中图 分 类 号 ： ￥ ２ ２ ４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ７） ０ ３ — ０ ０ ２ ７ — ０ ２
《 装备制造技术￣ ２ ０ １ ７ 年第 ０ ３ 期
除 草 机 的设 计 与 有 限 元分 析
姚鹏 华 １ ， ２ ， 刘 朋１ ， ２ ， 姚 智华 。
农用风机叶轮的有限元分析
变量施肥研究现状及在新疆棉花上的应用展望赵登峰，张立新，吴金林(石河子大学机械电气工程学院．新疆石河子832003)摘要：介绍r精准农业背景下的变饿施肥及其实现流程，阐述了目前国内外变量施肥机的研究现状．对国内外典型变量施肥机的结构、特点及控制系统进行了比较，并对其性能、适应性等进行了分析。
总结了我国变量施肥机械存在的问题和不足．提出了应在我国规模化、机械化水平较高的新疆棉区大力发展变量施肥机械的建议，探讨了变量施肥机械的发展趋势。
关键词：精准农业；变量施肥；研究现状中圈分类号：s224．2文献标识码：A文章编号：1003—1鸲x12012)04碰13-060引言世界农业发展的实践证明，施用化肥是最快、最有效、最重要的增产措施(如图l所示)。
随着农业生产的发展，中国的化肥施用量逐年增长。
我国化肥总产量占世界的16．6％，仅次于美国+居世界第2位，总施用鼍占世界的27．5％．居世界第l位…。
但我国在化肥施用方丽仍大量存在化肥利用率偏低和氮、磷、钾及微量元素施用量比例失调等问题。
据测定，我国化肥一般当季利用率，氮肥为30％一35％．磷肥为】O％～20％，钾肥为35％一50％”，普遍低于美国和日本等发达国家10～20几个百分点。
未被利用的化肥一方面造成经济上的重大损失”1，另一方面导致水土流失、土壤生产力下降、地下水污染等生态问题以及农产品品质下降等问题，已引起了全世界的广泛关注”o。
化肥的合理施用可以提高产量，改善农产品品质，提高土壤肥力．发挥良种潜力，增加收益。
但是如果施用不合理，还可能引起相反的效果，造成土壤板结，结构变差，土壤综合肥力下降，而且使化肥施用成本增加，农产品品质下降，增产不增收”1。
变量施肥能使农业技术措施与农田变异精确匹配，精确控制农田每一板块化肥施用量，从而做到有目的地合理施肥。
因此，变量施肥的研究与发展将有助于我国人口、资源和环境等方面重大问题的解决，有助于农业资源的高效利用和环境保护，有助于生产成本的收稿目期：20l l—06—2I基金项目：石河于大学科学研究发展计划“自然科学与技术刨新”项目(zR K x2008014)；科技盘新项目(xB)【J一201I一020)作者简介：赵程蚌(1986一)，女．河南J爿几人，硕士研究吖-．(E圳1) zdf l9860916@163com．通讯作者：张立新(19盯一)．男．新耨石州子人．教授，硕t生导师降低和产量的提高，对实现我国农业的可持续发展具有重要意义o“。
基于UG的花生收获机挖掘装置有限元静力学分析
模 型 命 令 去 除 实 体 模 型 中 不必要的孔和曲面等细小特征，以简化模型［8］。 3． 2 指派材料与网格划分
通过指派材料命令定义挖掘装置材料属性为 45 钢，材料指标如表 1 所示［9］。划分网格是进行有限元 分析的关键一步 ，网 格 划 分 的 优 劣 直 接 影 响 求 解 结 果 的准确性 ，划分网 格 单 元 越 小 ，则 计 算 越 精 确 ，但 运 算 速度越慢。在 Unigraphics 高级分析模块中，可直接在 模型上划分网格 ，通 过 网 格 生 成 器 建 立 挖 掘 装 置 的 三 D 四面体网格模型，为提高计算精度和速度，设定网格 单元大小为 6mm。
比较 复 杂，挖 掘 铲 和 立 刀 杆 在 工 作 过 程 中 ，受 土 壤 阻
力作 用，有 一 定 的 应 力 和 变 形，采 用 传 统 方 法 计 算 挖 掘铲的应 力 值 非 常 困 难，并 且 计 算 结 果 不 精 确［2 － 4］。
针对这一问题，本文采用 UG 软件创建挖掘装置的三
维模型 ，并利用其高 级 仿 真 功 能 对 挖 掘 装 置 进 行 有 限
元静 力 学 分 析，计 算 结 果 准 确 且 省 时 省 力、节 约 原 材
1． 挖掘铲 2． 立刀杆
料。
1 花生挖掘装置构造与三维建模
图 1 挖掘装置结构型式与工作参数 Fig． 1 Mining equipment structure type and operating parameters
［3］ 张华，吴建民，孙伟． 翼铲式马铃薯挖掘铲有限元分析与
试验［J］． 甘肃农业大学学报，2012（ 4） ： 127 － 129． ［4］ 陈书法，李耀明，孙星钊． 花生挖掘铲动力学分析与试验
通过指派材料命令定义挖掘装置材料属性为 45 钢，材料指标如表 1 所示［9］。划分网格是进行有限元 分析的关键一步 ，网 格 划 分 的 优 劣 直 接 影 响 求 解 结 果 的准确性 ，划分网 格 单 元 越 小 ，则 计 算 越 精 确 ，但 运 算 速度越慢。在 Unigraphics 高级分析模块中，可直接在 模型上划分网格 ，通 过 网 格 生 成 器 建 立 挖 掘 装 置 的 三 D 四面体网格模型，为提高计算精度和速度，设定网格 单元大小为 6mm。
比较 复 杂，挖 掘 铲 和 立 刀 杆 在 工 作 过 程 中 ，受 土 壤 阻
力作 用，有 一 定 的 应 力 和 变 形，采 用 传 统 方 法 计 算 挖 掘铲的应 力 值 非 常 困 难，并 且 计 算 结 果 不 精 确［2 － 4］。
针对这一问题，本文采用 UG 软件创建挖掘装置的三
维模型 ，并利用其高 级 仿 真 功 能 对 挖 掘 装 置 进 行 有 限
元静 力 学 分 析，计 算 结 果 准 确 且 省 时 省 力、节 约 原 材
1． 挖掘铲 2． 立刀杆
料。
1 花生挖掘装置构造与三维建模
图 1 挖掘装置结构型式与工作参数 Fig． 1 Mining equipment structure type and operating parameters
［3］ 张华，吴建民，孙伟． 翼铲式马铃薯挖掘铲有限元分析与
试验［J］． 甘肃农业大学学报，2012（ 4） ： 127 － 129． ［4］ 陈书法，李耀明，孙星钊． 花生挖掘铲动力学分析与试验
矿用重型铲板车的有限元分析与优化
材料 16Mn 45 ZCuAll〇Fe3 WH70 40 Cr
弹 性G模Pa量 £： 206
206
泊松比y
0. 3
0. 3
屈服强度& MPa
350
400
100
206 206
0. 3
0. 3 0. 3
200
690 540
图 2 澳大利亚DBT公司铲板车整机有限元模型
1.2. 3 计算：|况的选择
为贴近于实际i 况 ，选 择 满 载 情 况 下 （铲板铲运 佔 t 负载)整车在搓衣板路面以1S km /h 的车速行驶
铲板车模型的建立包括三维模型建立与有限元分 析模型建立。 1.1 三维建模
运用大型三维软件SolidW orks建立铲板车的整 机 ~ 维 模 型 ，依照加f 、装 配 与 使 用等功能划分部件， 建立整机树关系。铲板车三维模型如图1 所示。
图 1 澳大利亚DKT公司铲板车整机三维模型
1.2 有限元分析模型的建立 1.2. 1 模型的材料
第 6 期 （总第2 〇5 期 ）
机械工程与自动化
No. 6
2017年 1 2 月
MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATION
Dec,
文 章 编 号 ：1672-§413(2017)06-0093-03
矿用重型铲板车的有限元分析与优化
施春中 ( 上海梅山钢铁股份有限公司矿业分公司设备部，江 苏 南 京 210041)
元— 壳单元和体单元。厚度超过1〇 m m 的板都选
用体中元JV:度 小 于 10 m m 且长度与厚度比大予5 的
个 别 薄 板 选 用 壳 单 元 。整 车 有 限 元 模 型 共 有 1 175 9 8 6 个单元，1 317 034个节点，如 图 2 所示。
弹 性G模Pa量 £： 206
206
泊松比y
0. 3
0. 3
屈服强度& MPa
350
400
100
206 206
0. 3
0. 3 0. 3
200
690 540
图 2 澳大利亚DBT公司铲板车整机有限元模型
1.2. 3 计算：|况的选择
为贴近于实际i 况 ，选 择 满 载 情 况 下 （铲板铲运 佔 t 负载)整车在搓衣板路面以1S km /h 的车速行驶
铲板车模型的建立包括三维模型建立与有限元分 析模型建立。 1.1 三维建模
运用大型三维软件SolidW orks建立铲板车的整 机 ~ 维 模 型 ，依照加f 、装 配 与 使 用等功能划分部件， 建立整机树关系。铲板车三维模型如图1 所示。
图 1 澳大利亚DKT公司铲板车整机三维模型
1.2 有限元分析模型的建立 1.2. 1 模型的材料
第 6 期 （总第2 〇5 期 ）
机械工程与自动化
No. 6
2017年 1 2 月
MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATION
Dec,
文 章 编 号 ：1672-§413(2017)06-0093-03
矿用重型铲板车的有限元分析与优化
施春中 ( 上海梅山钢铁股份有限公司矿业分公司设备部，江 苏 南 京 210041)
元— 壳单元和体单元。厚度超过1〇 m m 的板都选
用体中元JV:度 小 于 10 m m 且长度与厚度比大予5 的
个 别 薄 板 选 用 壳 单 元 。整 车 有 限 元 模 型 共 有 1 175 9 8 6 个单元，1 317 034个节点，如 图 2 所示。
利用有限元振动疲劳分析对水稻机遮阳棚支撑设计方案定性分析
引言
强度 、刚度 和疲劳寿命是对工程 结构和机械使
用基本要求 ．疲劳破 坏是Ｔ程结构 和机械失效的主 要原因Ⅲ 疲劳分 析有试验疲劳分析和有限元疲劳分 ．局部疲 劳寿命 ， 优化产 品结构 ， 有限元疲 劳分析 ： 基于有 限元应力和载荷谱 。计算零部件或 整机 的疲 劳寿命分布 ， 优化产品结构。其二 者的关 系如 图 １ 。
ＷＡ ＧＧ ｉｍ ｎ Ｅ ＧＪｎ Ｚ Ａ Ｇ Ｐ ｎ ， Ｉ ｏ ｇｊ ｎ Ｎ ｕ－ ｉ，Ｌ Ｎ ｕ ， Ｈ Ｎ ｅｇ Ｌ ｎ －ｉ ｇ Ｈ ａ （ ｏ ｎＬｖｌｎｅｎｔ ｎ ｌ ｅｖ ｎ ｕｔ ｏ， ｔ． Ｗｅ ａｇ２ １０ ， ｈ ｎｏ ｇ Ｆ ｔ ｏｏ Ｉｔ ａｉ ａ Ｈ ａｙＩｄ ｓ ｙＣ ． Ｌｄ， ｉ ｎ ６ ２ ６ Ｓ ａｄｎ ） ｏ ｒ ｏ ｒ ｆ
收稿 日期 ：０ ０ ０ — １ ２ １ — ９ ２ 作者简 介 ： 桂 民（ ９ ８ 男． 级工 程 师 ， 要从 事 技 术创 王 １６ 一） 高 主
新工作 。
而 罢 ＩＩ 匝 霎 ’ｌ 析 析 磊 Ｊ 一 Ｊ 命
图 ２ 有限元疲劳寿命分析流程 图
从结构疲劳分析流程可知在分析前进行数据 准备 ， 载荷（ 结构的工作环境）几何（ 、 结构形式）材 ： 料性质 （ 弹性模 量 ， 泊松 比 “，－、曲线 ）其次 ， Ｓ／ ｒ ， 依 据准备 的数据建 立有限元模 型并 动力响应 计算 ， 最
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｒｃ ｓ ｆｔ ｅ ｆ ｉ ｌｍｅ ｔａ ａｙ ｉ ａ ｄ ｔ ｅ ｆｔ ｕ ｎ ｌ ｓ ｓ ｄ ｓ ｒ ｅ ． ｍｕ ｈ ｔ ｅ ｕ ｅ ｏ ｅ ｔｄ ｔ ｓｉ ｐ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓｏ ｈ ｎ ｔ ｅｅ ｎ ｎ ｌｓｓ ｎ ｈ ａ ｉ ｅ ａ ａｙ ｉ ｉ ｅ ｃｉ ｄ Ｔ ｉ ｅ ｇ ｓ ｂ ｈ ｇ ｈ ｓ ｆｔ ｓ ａａ ａ ｎ ｕ ｂ ｕ ｄ ￣ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ａ ｅ ｔ ｅ ｔ ｎ ｉｎ ｅ ｐ ｎ ｅ ａ ａｙ ｉ ｇ ａ ｄ ｖｂ ａ ｉｎ ｆｔ ｕ ｎ ｌ ｓｓｆｒｔ ｅ ｓ ｐ ｏ ｓ ｕ ｔｒ ｆｒ ｅ ｍａ ｈ ｎ ｏｎ ａ ｏ ｄ ｔ ｎ ，ｔ ｋ ｈ ｒ ｓ ｔ ｓ ｏ ｓ ｎ ｌｚｎ ｎ ｉ ｒ ｔ ａｉ ｅ ａ ａ ｙ ｉ ｈ ｕ ｐ ￣ ｔ ｃｕ ｅ ｏ ｃ ｃ ｉｅ ｉ ａ ｅ ｒ ｏ ｇ ｏ ｒ ｉ ａ ｎ ｎ ｎ ｕ ｅ ｏ ｌｄ ｕ ｅ ｐ ｓｔ ｎ ｍｅ ｈ ｄ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｗ ｅ ｉｎ ｓ ｈ ｍｅ ｏ ｕ ｌ ａ ｉｅ ａ ａｙ ｉ －ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｒ ｅ ｓ ｌ ｎ ｗ ｉ ｇｉ ｓ ｆｎｏ ｅ ｓ ｐ ｒ ｏ ｉ ｏ ｔ ｏ ． ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｔ ｏ ｄ ｓｇ ｅ ｅ ｆｑ ａｉ ｔ ｎ ｌ ｓ ｉ ｔ ｖ ｓ ｈ ｅ ｕ ｔ ａ ｅｆ ａ ｉ ｅ ａ ｄ ｓ ｂ ｅｆ ｃｉｅ，ａ ｄ ｆ ｒｈ ｒ ｒ ｅｅ ｅ ｃ ｒａ ａｏ ｏ ｓｄ ｓｇ ｓｐ ｏ ｉ ｅ ． ｆ ｔ ｅ ｖ ｎ ｕ ｔ ｅ ｍｏ ｅ ａ ｒｆ ｒ ｎ ｅ ｆ ｎ ｌ ｇ ｕ ｅ ｉ ｎ ｉ ｒ ｖ ｄ ｄ ｏ Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｆ ｉ ｌ ｍｅ ｔ ｖ ｂ ａ ｉｎｆ ｔ ｕ ；ｍｅｈ ｄ ｏ ｅ ｉｎ； ｕ ｌ ｉｅａ ａｙ ｉ ｙ ｒ ｓ ｉ ｔ ｅｅ ｎ ； ｉ ｒ ｔ ｉ ｅ ｎｅ ｏ ａｇ ｔ ｏ ｆ ｓ ｄ ｇ ｑ ａ ｉ ｖ ｎ ｌｓｓ ｍｔ
波浪力作用下四桩平台结构力学性能的有限元分析
第22卷第1期2006年2月结 构 工 程 师Structural EngineersVol.22,No.1Feb.2006波浪力作用下四桩平台结构力学性能的有限元分析居艮国 吕凤梧(同济大学,上海200092)提 要 以长江上一特大型公路大桥水上施工平台的工程水文资料为背景,对一个四桩平台进行波浪力作用下的瞬态动力分析,并分析了结构整体刚度及局部刚度(改变构件尺寸或者构件的布置方式)的改变对结构响应所产生的影响,对施工平台的设计提出了一点建议。
关键词 施工平台,动力分析,整体刚度,局部刚度Fi n ite Ele ment Analysis of M echan i cal Property aboutFour Pi pe Pl atfor m s under Wave ForceJU Genguo LU Feng wu(T ongji University,Shanghai200092)Abstract According t o the hydr ol ogical data of the constructi on p latf or m of a large bridge acr oss the ChangJ iang R iver,transient dyna m ic analysis is carried out based on the wave force.The influences of the change of the structural gl obal stiffness or l ocal stiffness for p i pe p latf or m on the dyna m ic res ponses of the structure are analysed(by changing the size of structural size or the arrange ment of structural me mbers).A t last the paper gives s ome advises f or the design of the p latf or m.Keywords constructi on p latfor m,dyna m ic analysis,gl obal stiffness,l ocal stiffness1 前 言近年来我国桥梁建设发展迅速,仅长江三角洲地区,就有润扬、苏通、杭州湾、东海等超级大桥相继开工建设。
机械式垄向区田筑垱机的受力分析
摘
要 ： 针 对 水 土 流 失 日益 严 重 的问 题 ， 提 出 采用 垄 向 区 田水 保 措 施 进 行 治理 ， 在 机 电式 垄 向 区 田筑 机 的 基
础 上 设 计 了 机械 式 垄 向 区 田筑 垲机 。在 分 析 其 结 构 和 工 作 原 理 的 基 础 上 ， 对 筑 墙 机 各 部 件 进 行 了受 力 分 析 ， 为 机 械 式 垄 向 区 田筑 挡 机 各 部件 参 数 设 计 与 研究 提 供 了理 论基 础 。
２ ０ １ ３年 ８月
农 机 化 研 究
第 ８期
机 械 式 垄 向 区 田 筑 机 的 受 力 农 业 工 程 职业 学 院 机 械 工 程 学 院 ，哈尔 滨
江
１ ５ ０ ０ ３ ０）
１ ５ ０ ０ ８ ８；２ ． 东北 农 业 大 学 电气 与 信 息学 院 ，哈 尔滨
１所 示 。
２ 机械 式垄 向区田筑 机的受力分析
机 械式 垄 向 区 田筑 挡 机 的受 力分 析 主要 指 凸 轮 、 转臂 和 四叶板 翻转 铲 的受 力 情 况 ， 下 面分 别 对 各 部 分
加 以 阐述 。 ２ ． １ 凸轮 和转 臂
机械式垄 向区 田筑 机关键 部件为凸轮机构 ， 凸 轮 与地 轮 相 连 ， 地轮在拖 拉机 牵引下做 纯滚动 ， 且 凸
机 各 部件 在 不 同运 动 状 态 时 的受 力进 行 了分析 』 。
１ 机 械 式 垄 向 区 田筑 机 的 工 作 原 理
机 械 式 垄 向 区 田筑 机 由 ３组 犁 铧 与 筑 蛸 装 置
１ ． 机架 ２ ． 凸轮 ３ ． 地轮 ４ ． 转臂 ５ ． 四叶 板
构成的单体组成 。犁铧在前 ， 筑 装置在后 。犁铧部
垄向区田筑垱机的数字化设计
机械 研究 方 法 。
１ 垄 向 区 田筑 蛸 机 的构 造
垄 向区 田筑 机 是 东北 农 业 大 学研 究 开 发 的一
项专 利技 术 产 品 ， 属 国 内首创 它 采用 四叶板筑 翻
转 机构 、 先 进 的机 电控 制 和 电磁 驱 动 技 术 ， 充 分 满 足
１ ． 联接器； ２ ． 吊杆 ； ３ ． 电 磁 开关 ； ４ ． 加压弹簧； ５ ． 挡块 ； ６ ． 回位 拉 簧 ； ７ ． 挡臂； ８ ． 机 架； ９ ． 四 叶板 翻 转 铲
机 的装 配 及 拆 卸 进 行 可 视 化 研 究 ． 生成ａ ｖ ｉ 格 式 的垄 向 区 田筑 蛸机 装 配 过 程 动 画 。通 过设 计 对 二 维 图纸 进 行 干涉 分 析 和零 件 优 化
设计 ， 以减少样机生产 、 测试等环节 ， 降低 设 计 成 本 ， 提 高 设计 效 率 。 关键 词： 垄 向 区 田筑 挡 机 ； 数字化设计 ； 实 体建 模 ； 虚拟装配 ； 可视 化
第 ５期 总第 ２ ３ ９期
２ ０ １ ４年 ５月
农 业科技 与装备
Ａｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ￣ Ｓｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ＆Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏｌ ｏｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅｑ ｕｉ ｐ ｍｅ ｎｔ
Ｎ Ｏ． ５ ＴＯ ｔ ａ ｌ Ｎ Ｏ． ２ ３ ９
Ｍ ａ ｙ ２ ０１ ４
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｈ１ ２ ２ 文 献标 识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ４ — １ １ ６ １ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ５ — ０ ０ ２ ７ — ０ ３
数字 化设 计技 术 是基 于产 品描 述 的数字 化 平 台 ． 建立计 算 机 的数字 化产 品模 型 ． 并在 产 品开 发全 程采
１ 垄 向 区 田筑 蛸 机 的构 造
垄 向区 田筑 机 是 东北 农 业 大 学研 究 开 发 的一
项专 利技 术 产 品 ， 属 国 内首创 它 采用 四叶板筑 翻
转 机构 、 先 进 的机 电控 制 和 电磁 驱 动 技 术 ， 充 分 满 足
１ ． 联接器； ２ ． 吊杆 ； ３ ． 电 磁 开关 ； ４ ． 加压弹簧； ５ ． 挡块 ； ６ ． 回位 拉 簧 ； ７ ． 挡臂； ８ ． 机 架； ９ ． 四 叶板 翻 转 铲
机 的装 配 及 拆 卸 进 行 可 视 化 研 究 ． 生成ａ ｖ ｉ 格 式 的垄 向 区 田筑 蛸机 装 配 过 程 动 画 。通 过设 计 对 二 维 图纸 进 行 干涉 分 析 和零 件 优 化
设计 ， 以减少样机生产 、 测试等环节 ， 降低 设 计 成 本 ， 提 高 设计 效 率 。 关键 词： 垄 向 区 田筑 挡 机 ； 数字化设计 ； 实 体建 模 ； 虚拟装配 ； 可视 化
第 ５期 总第 ２ ３ ９期
２ ０ １ ４年 ５月
农 业科技 与装备
Ａｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ￣ Ｓｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ＆Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏｌ ｏｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅｑ ｕｉ ｐ ｍｅ ｎｔ
Ｎ Ｏ． ５ ＴＯ ｔ ａ ｌ Ｎ Ｏ． ２ ３ ９
Ｍ ａ ｙ ２ ０１ ４
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｈ１ ２ ２ 文 献标 识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ４ — １ １ ６ １ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ５ — ０ ０ ２ ７ — ０ ３
数字 化设 计技 术 是基 于产 品描 述 的数字 化 平 台 ． 建立计 算 机 的数字 化产 品模 型 ． 并在 产 品开 发全 程采
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谭建 国． 使用 Ａ Ｓ Ｓ６０进行 有 限元 分析 ［ ． Ｎ Ｙ ． Ｍ］ 北京 ： 北
京 大学 出版社 ，０ ２ ２０ ．
尹 大庆 ， 冯江 ．Ｑ 型垄 向 区 田筑 机 的研制 ［ ］ 农 机 １Ｄ Ｊ．
化研究 ，０ ３ １ ：５ ９ ，０ ． ２０ （ ） ９ － ６ １ １
参 考文 献 ：
‘
图 ８中以不同的颜色来代表不 同应力 值区间 ， 图 中下方应力色条最左边 ， 代表 的值最小 ， 最右边代表 的
值最大。
龚 曙光 ， 桂 兰． 于有 限 元分 析 的管 板结 构 优化 设 计 谢 基
［ ］ 机械设计 与制造工程 ，０ ２ ３ （ ）４ — １ Ｊ． ２０ ，１ ６ ：９ ５ ．
Ｆ ｎ ｉｎ ，Ｆ ｎ ｉｃ ｅ ｇ ｅ ｇＪａ ｇ ｅ ｇＪｎ ｈ ｎ （ ｏ ｅ ｅｏ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｎ ｒ ｅｓ Ａ ｒ ｕｔｒｌ ｎｖｒ ｔ ， ａｂｎ１ ０ ３ Ｃ ｉａ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｇｎｅ ｎ ， ｏｔ ａｔ ｇ ｃｌ ａ Ｕ ｉ ｓｙ Ｈ ｒｉ ０ ０， ｈｎ ） ｌ Ｅ ｉ ｈ ｉ ｕ ｅｉ ５
的多少 ， 根据所筑 土 的土 量要求 ， 由调 节犁铧上 分 土板 的开度 来控制 。留有 的松 土要多于筑 所需 的 土量 ， 多余的松土由铲板两侧分至垄 顶 、 垄帮和沟底 。
垄 向区 田水 土 保 持 措 施 运 用 的 范 围极 广 。 根 据
垄向区田数学模型计算 ， 于 ６ 坡的横破垄 、 小 。 顺坡垄 、 横顺兼有的坡耕地 、 翻后 起垄 的坡 耕地 ， 平 凡是 垄作 的坡耕地皆适合运 用垄 向区 田措施 。尤 其是深松 后 的垄作坡耕地 ， 深松 的主要 目的是 为 了多蓄水 、 其 深
要 的作 用 。近 几 十年 来 ， 重 的 水 土 流失 已成 为 制 约 该 区 国 民经 济 发 展 的瓶 颈 。为 此 ， 过 研 究 国 内外 防止 水 严 通 土 流失 举 措 ， 据 土 壤 的 特性 和 我 国 特有 的耕 种 方 式 与机 械 综 合 性 原则 ， 计 制 造 了垄 向 区 田筑 机 ， 且 采 用 根 设 并
Ａ Ｓ Ｓ 件 对 其 工作 部 件进 行 了优 化 。基 于 大 型有 限 元 分析 软件 Ａ Ｓ Ｓ 对 垄 向 区 田筑 机 的 主要 工 作 部 件 四 ＮＹ 软 ＮＹ ，
叶 翻转 铲 进 行 了 三维 数 值 模 拟 ， 将 计 算 量 控 制 在 可 以接 受 的 范 围 内 ， 验 表 明 结 构尺 寸合 理 。 并 试 关键词 ：水土保持 ；垄 向区田 ；筑 墙机 ；四叶翻转铲
Ｆ ｇ ８ Ｅｑ ｉ ａｅ ｔｍａ ｆ Ｖｏ ｓ ｓｓｒ ｓ ｉ． ｕ ｖ ｌｎ ｐ ｏ ｎ Ｍｉｅ ｔｅ ｓ
与应用［ ］农 业科技与装备 ，０ ９ ３ ：９ ５ ． Ｊ． ２０ （）４ — １
１Ｊ ＿ 一
马永胜 ， 魏永霞 ， 冯江 ， 垄作 区 田的设计 方法 ［ ］ 沈 阳 等． Ｊ．
中图分类号 ：￥ ２ ． ２ ２５ ３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ － ８ Ｘ（０ １ ０ － ０ ５ ０ ０ ３ １ ８ ２ １ ）９ ０ ８ 流失 面积大 、 度快 ， 为 速 成 影响农业 生产 的严重 问题。许 多专家大声 疾呼 ： 水 “ 土流失 问题 ， 系到一个 国家的盛衰 ， 关 民族 的存亡 ” 。 严重的水 土 流 失 正使 中 国肥 沃 的东 北 土地 变 得 又 “ 又“ ” 再不抓 紧 防治 ， 薄” 黄 ， 土地 一旦流 失光 ， 将寸 草不生 ， 黑土地也许会成为书本上的一个历史名词。 分布在我 国东北松嫩平原 的黑 土地 ， 是世界上仅
ｂ ｓ ｆｇ ａ ｎ ｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｉ ｈ ｎ ａ ｅ ｏ ｒ ｉ ｒ ｄ ｃ ｉ ｎ ｃ ｉ ａ，ａ ｄ ｐ ａ ｓａ ｕ ｆｃｅ ｔｒ ｌ ｎ ＧＤＰ． ｎ ｔ ｅ ｄ ｃ ｄ ｓ ｙ ａ ｓ，ｔ ｅ ｓ ｉ ｎ ｔｒ ｅ ｏ ｉ ｎ ｏ ｎ ｌ ｙ ｎ ｓ ｆｉｉ ｎ ｏ ｅ ｉ Ｉ ｈ ｅ ａ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏｌａ ｄ ｗａｅ ｒ ｓｏ
５ 结 论
对 四 叶板建 立 有 限元 模 型 ， 用 Ａ Ｓ Ｓ有 限元 软 利 ＮＹ
农业大学学报 ， ｏ （ １ ：８ — ８ ． ２ ４ Ｚ ）５ ３ ５ ５ ｏ 温 锦 涛 ， 立 意 ， 大 庆 ， ． 向区 田筑 机 ： 国， 刘 尹 等 垄 中
Ｃ ２６ ４ ２ Ｐ ．０ １ １ — ９ Ｎ ４ ５４ ［ ］ ２０ — ２ １．
件进行计算 ， 结果表 明： 有限元分析可 以很好地模拟真
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Ｆｕｒ ｏ Ｄｉ ｎ ａ ｈ ｎ ｏ ｓ ｒ ｗ ｋｉ ｇ Ｍ ｃ ｉ ｅ Ｔｏ ｌ
一
１ 垄 向区 田的工作原理
垄 向区田筑 ， 即在坡耕地垄沟 中筑起小土 而 形成许多浅 穴 ， 将延坡 向伸展 的垄沟 截成 多个小 区 段 ，以小土墙拦截 落人浅穴 中的雨水 ， 使雨水渗入 土 壤， 解决坡耕地在强降水 时形成径流而导致 的水 土流
失 问题 。
； 而复 始 ， 成 垄 向 区 田作 业 。垄 沟 中 留有 松 土 周 完
收 稿 日期 ：２ １ — ５ ５ ０ １ ０ —１
由吊杆和加压弹簧等组成 的加压装置 ， 除增加压实 土
挡 的作用外 ， 还可使铲 板沿垄 沟上下仿形 ， 并且 在三 铧犁升起时 吊起筑 部件 。
机 械 式垄 向区 田筑 墙 机原 理 图 ， 图 １所示 。 如
作者 简介 ：冯
江（ ９ ８ ） 男 ， １６ 一 ， 吉林农 安人 ， 副教 授 ， 博士 ， Ｅ ｍ ｉ （ — ａ） ｌ
形 量最 大 。模 型 的 最 大 变 形 量 为 １５ ７ ． ５ｍｍ， 影 响 零 不 件 的工 作 。
实情况下铲板所受的载荷 ， 铲板变形不 明显 ， 证明总体 的分析结果符合实际试验情况 。有限元分析作为一种 较为准确 的数 值模拟方法 ， 应用 于铲板 的静力结构分
析， 结果是可靠的。
块黑土地相 比， 面积虽 小 ， 但质量 之好世界 瞩 目。她 养育 了这 一方 人 ， 为黑 龙江 省做 出 了不 可磨 灭 的贡 献 ， 黑龙江省成为农业大省和强省富 民的天然条件 是 和物质基础 。
当所挡起 的土壤充 满前 ， 下铲 开始顶 压前铲 板 ， 由加压 弹簧 的压力 和机体 的重力通过 前铲板 由上部 压实土墙 。当两铲板 间土量 达到一定 量时会使 整个 机架上浮 ， 时支撑转臂 的铁杆并 不移动 ， 而可顶 这 从 起 滚释放铲板 ， 在土墙 的阻挡 下 ， 四叶板 翻转 铲 使 翻转 ； 在回位 弹簧 的作用 下 ， 臂 、 滚复位 ， 转 挡住 下 铲 板 ， 时 四叶 翻转 铲 翻转 ９ 。在 其 下 部 形 成 一 土 此 Ｏ，
有 雨 旱 分 明 的 湿 润 地 区 ， 运 用 垄 向 区 田措 施 ， 能 可 既
保持水土 ， 也能防止干旱 。
２ 机械式 垄向区 田筑蛸机结构设计
垄向区田筑 机的工作过程 ： 拖拉机牵引机组作 业时 ， 犁铧在垄沟 中犁起 松土 ， 一部分培土于垄帮 ， 一
部 分 留在 垄 底 ， 四 叶 翻 转 铲 之 下 铲 板 挡 起 ， 走 随 由 随 挤实 。
尹 家峰 ， 育江 ， 邓 田质荣． 垄作 区田在黑 龙江 省坡 耕地 上
应 用研 究 ［］中国水土保持 ， ９ （）２— ５６ ． Ｊ． １ ４５ ： ２， ９ ３ ２
沈 昌蒲 ， 温锦涛 ， 李英． 于抢救 黑土地 的建议 ［ ］． 国 关 Ｊ 中
农村科 技 ， ０ （ ）４ ． ２ ４１ ： ０ ｏ
有 的 ３大 黑土 区之 一 ， 我 国和 世 界 之 宝 。与 其 它 两 是
蓄水 ， 减少水土流失 ； 遇有大暴雨 ， 但 雨水不能及时人 渗， 深松后 的土壤 更容易被 雨水 冲走 ， 成更大 的水 造 土流失 。我 国西部常用 的水平 沟、 沟垄种植 、 犁换 套 垄， 垄作区 田均可运 用。尤其 在干 旱 、 干旱地 区或 半
２ １ 年 ９月 ０ １
农 机 化 研 究
第 ９期
垄 向 区 田 筑 机 关 键 部 件 一 四 叶 板 的 有 限 元 分 析
冯 江 ，冯 进 成
（ 北 农 业大 学 工 程 学 院 ， 哈 尔 滨 １ ０ ３ 东 ５ ０ ０）
摘
要 ： 东 北 黑 土 区是 世 界 上仅 有 的 ３大黑 土 区之 一 ， 我 国重 要 的商 品 粮 基 地 ， 国 民 经 济 发 展 起 着 十分 重 是 对
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｎ ｒ ａ ｔ ｒ ｌｃ ｏ ｌ ｅｄ ｉ ｔ ｅ ｏ ｌ ｒ ｅ ｌｒ ｅ ｔ ｌｃ ｏｌ ａ ｅ ｓ ｉ ｈ ｓｗ ｒ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｏ ｔ ｅ ｓｅ ｎ ｂ ａ ｋ ｓ ｉ ｆ ｌ ｓ ｈ ｎ ｙ ｔ ｅ ａ ｇ ｓ ｂ ａ ｋ ｓ ｉ ｌ ｙ ｒ ｔ ｉ ｏ ｄ，ｗｈｃ ｓｔ ｅ ｉ ｏ ｔ ｎ ｈ ｉ ｈ ｎ ｌ ｉｈ ｉ ｈ ｍｐ ｒ ｔ ａ
机械式垄 向区田筑 机试验样机如图 ２所示。 机械式垄 向区田筑挡机试验效果如图 ３所示 。
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农 机 化 研 究
第 ９期
图 ７中以不同 的颜色来代表铲板不 同变形量 ， 图 中下方色条最左边 ， 代表的变形最小 ， 最右边代表的变
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