基于EDEM-RecurDyn的仿生开沟器设计与试验

1

作者 李强 李籽环 +4 位作者 石世万 幸享洲 龙婵娟 杨艳 赵立军 《农机化研究》 北大核心 2026年第6期1-9,共9页

针对山地果园开沟器存在的作业阻力大、开沟深度稳定性不足等问题,设计了一种仿生减阻开沟器。以穿山甲第3爪趾为仿生原型,设计了仿生开沟刀,并基于EDEM-RecurDyn耦合仿真技术对其作业过程进行分析。为探究关键作业参数对开沟器性能的影... 针对山地果园开沟器存在的作业阻力大、开沟深度稳定性不足等问题,设计了一种仿生减阻开沟器。以穿山甲第3爪趾为仿生原型,设计了仿生开沟刀,并基于EDEM-RecurDyn耦合仿真技术对其作业过程进行分析。为探究关键作业参数对开沟器性能的影响,以开沟阻力和深度稳定性系数为评价指标,对开沟深度、刀盘转速、前进速度展开研究。结果显示:开沟阻力会随着开沟深度、刀盘转速、前进速度的增加而增大;开沟深度稳定性系数则会随着开沟深度和前进速度的增加而减小,随刀盘转速的增加而增大。通过响应面分析进行参数优化,得到最优参数组合为:开沟深度311.07 mm,刀盘转速602.88 r/min,前进速度0.71 km/h。此时,开沟阻力为2427.53 N,开沟深度稳定性系数为88.75%,开沟阻力与开沟深度稳定性系数的仿真值与试验值相对误差分别为8.21%和5.16%,表明耦合仿真模型具有较高的准确性。与普通开沟器相比,仿生开沟器的作业阻力降低了8.55%,符合国家相关标准要求。研究结果可为果园开沟施肥机开沟器的设计与优化提供理论依据和技术参考。 展开更多

关键词 仿生开沟器 edem-recurdyn耦合仿真 参数优化 响应面分析

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BP神经网络预测变振幅防堵筛分性能研究——基于EDEM-RecurDyn仿真 被引量：5

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作者 朱永乐 马征 +3 位作者 陈树人 Souleymane Nfamoussa Traore 李耀明 姜晟 《中国农机化学报》 北大核心 2022年第11期75-80,共6页

针对物料喂入量变化导致振动筛面堆积堵塞,影响筛分性能的问题。以变振幅筛分机构导向滑槽转角为变量,RecurDyn和EDEM联合仿真水稻籽粒、茎秆非正常喂入(0.5 kg/s)条件下变振幅防堵筛分过程。BP神经网络预测不同滑槽转角下变振幅的筛分... 针对物料喂入量变化导致振动筛面堆积堵塞,影响筛分性能的问题。以变振幅筛分机构导向滑槽转角为变量,RecurDyn和EDEM联合仿真水稻籽粒、茎秆非正常喂入(0.5 kg/s)条件下变振幅防堵筛分过程。BP神经网络预测不同滑槽转角下变振幅的筛分效率、含杂率,优化变振幅调节,缓解筛面堆积堵塞,改善筛分性能。结果表明物料非正常喂入(0.5 kg/s)下导向滑槽转角0°~10°时筛分效率在55%~58%内平稳上升,含杂率在0.1%~0.16%内小范围波动变化;滑槽转角15°~40°时筛分效率在58%~75%内线性增大,含杂率在0.11%~0.19%内波动上升;滑槽转角40°~45°时筛分效率骤然线性下降至65.8%,含杂率陡然升高至0.37%。BP神经网络预测滑槽转角在37°时变振幅筛分效率最高、含杂率较低,变振幅防堵筛分性能更好,此时筛分效率和含杂率为74.30%、0.20%。BP神经网络预测模型R^(2)为0.999,预测误差集中在-0.00041,预测曲线均高度拟合。验证了BP神经网络预测模型的可靠性和精确度。这为未来变振幅防堵筛分的智能化调控提供了依据。 展开更多

关键词 变振幅 edem-recurdyn BP神经网络 筛分效率 含杂率

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基于EDEM-RecurDyn的玉米指夹式排种器振动特性分析与优化 被引量：11

3

作者 张红梅 张晨明 +3 位作者 李志杰 丁力 朱晨辉 张静 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期36-46,共11页

为降低振动对指夹式排种器排种性能的影响,设计了一种具有辅助夹持结构的玉米指夹式排种器,阐述了指夹式排种器工作原理,并对辅助夹持的指夹和种盘等各关键构件结构进行了优化设计,建立了指夹夹持动力学模型。运用RecruDyn软件建立排种... 为降低振动对指夹式排种器排种性能的影响,设计了一种具有辅助夹持结构的玉米指夹式排种器,阐述了指夹式排种器工作原理,并对辅助夹持的指夹和种盘等各关键构件结构进行了优化设计,建立了指夹夹持动力学模型。运用RecruDyn软件建立排种器虚拟样机模型,基于玉米籽粒特性在EDEM软件中构建玉米籽粒颗粒,通过EDEM-RecurDyn耦合仿真模拟了振动条件下排种器充种、携种及排种过程,分析对指夹式排种器排种性能影响的主要因素。最后结合台架试验,选取排种器作业速度、振动幅值和振动频率为试验因素,以排种器合格指数和漏播指数为试验指标进行排种性能试验验证。研究表明,指夹打开28.65°夹持玉米籽粒时,符合指夹式排种器在振动条件下的运动过程,耦合仿真分析结果与指夹式排种器实际运动过程基本一致,夹持过程中指夹和种盘共同配合下能够有效降低振动对排种器夹持性能的影响,满足设计要求;当作业速度为3.8 km/h、振动幅值为5 mm、振动频率为32.52 Hz时,排种器合格指数和漏播指数分别为91.0%、6.68%,排种器台架验证试验得出该参数组合下排种器排种合格指数为和漏播指数分别为90.0%、7.1%,与理论优化值非常接近,证明辅助夹持结构在排种作业中可以保持较好的稳定性,使得排种器具有良好的排种效果,满足精密播种作业要求,为玉米精密播种装置的改进设计提供参考。 展开更多

关键词 玉米指夹式排种器 振动特性 EDEM RECURDYN

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基于EDEM-RecurDyn耦合的玉米剥皮装置仿真分析与试验 被引量：6

4

作者 王善博 阿力木·买买提吐尔逊 +3 位作者 黄强斌 师邀兵 李谦绪 杜志高 《中国农机化学报》 北大核心 2023年第10期115-120,143,共7页

玉米适收期短,收获劳动强度大,有关玉米的研究工作总是受这两点限制。玉米剥皮装置中压送轮为橡胶材质,在实际工作中会发生很大的变形,ANSYS与EDEM等软件很难对其建立柔性化的仿真模型。针对以上问题,采用EDEM-RecurDyn耦合的方式,建立... 玉米适收期短,收获劳动强度大,有关玉米的研究工作总是受这两点限制。玉米剥皮装置中压送轮为橡胶材质,在实际工作中会发生很大的变形,ANSYS与EDEM等软件很难对其建立柔性化的仿真模型。针对以上问题,采用EDEM-RecurDyn耦合的方式,建立玉米剥皮装置柔性化仿真模型,以剥皮辊及压送轮转速为试验因素进行试验,结果显示,当剥皮辊转速为480 r/min、压送轮转速为96 r/min,喂入速度为500 kg/h时,玉米果穗平均受力为15.65 N,受力的方差为7.80,果穗绕自身轴线的转动速度为58.86 r/min,此工况下玉米受力平稳且有较快转速。以果穗剥净率、落籽率及籽粒破损率为试验指标进行台架试验对仿真结果展开验证,当剥皮辊转速为480 r/min、压送轮转速为96 r/min,喂入速度为500 kg/h时,果穗剥净率为90.22%,落籽率和籽粒破损率分别为0.97%和1.07%,试验结果和仿真结果相吻合。此研究表明利用EDEM-RecurDyn耦合建立玉米剥皮装置离散仿真模型,可为此后玉米剥皮装置试验工作提供前期指导,节省试验成本,减轻劳动负担。 展开更多

关键词 玉米剥皮装置 离散元 edem-recurdyn耦合 柔性化模型 台架试验

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基于EDEM-RecurDyn的指夹式取苗爪仿真优化与试验 被引量：28

5

作者 胡建平 潘杰 +3 位作者 陈凡 岳仁才 姚梦娇 李静 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期75-85,301,共12页

为了实现自动移栽机高效、高质量取苗,提出整排取苗、同时投苗的工作方式。以指夹式取苗爪为研究对象,阐述了取苗爪的结构组成及工作原理。建立了取苗爪的运动数学模型,结合钵体力学特性及根系分布特点,对组成取苗爪的各构件进行尺寸参... 为了实现自动移栽机高效、高质量取苗,提出整排取苗、同时投苗的工作方式。以指夹式取苗爪为研究对象,阐述了取苗爪的结构组成及工作原理。建立了取苗爪的运动数学模型,结合钵体力学特性及根系分布特点,对组成取苗爪的各构件进行尺寸参数优选,并在RecurDyn中建立其虚拟样机模型。通过试验进行钵体力学性能测量,对试验所得数据进行处理,得出钵体物理特性参数,进而在EDEM中建立钵体颗粒模型。通过EDEM-RecurDyn耦合仿真取苗爪插入、夹取、提离过程。分析取苗爪插入钵体苗深度、开始夹苗深度对取苗时钵体的影响,仿真优化得到当取苗爪插入钵体深度I_(d)=34 mm,插入钵体平均速度I_(v)=280 mm/s,开始夹苗深度C_(i)=4 mm,夹苗平均速度C_(v)=250 mm/s时,可以获得较好的钵体完整性。在16、20、24次/min的取苗速率下进行取苗爪取投苗试验,结果表明,所设计的指夹式取苗爪取苗成功率均在96%以上,钵体破碎率小于1%,具有良好的取苗、投苗效果,在取苗作业中可以保持良好的钵体完整性。 展开更多

关键词 自动移栽机 取苗爪 RECURDYN EDEM 联合仿真 参数优化

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基于EDEM-RecurDyn的移栽机取苗爪取苗仿真与试验

6

作者 赵翔烽 颜华 +4 位作者 别琼 安海 王英锋 谢关福 王芳莉 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2024年第S1期197-206,共10页

为了提高蔬菜移栽机的取苗效果,设计了弹性扎入式取苗爪。通过试验对钵体进行了力学特性测量,选用EDEM中的Hertz-Mindlin with JKR模型,以65 Mn钢材料搭建斜面平台和仿真模型,以滚动距离为响应值对钵体颗粒与材料间的接触参数进行了标... 为了提高蔬菜移栽机的取苗效果,设计了弹性扎入式取苗爪。通过试验对钵体进行了力学特性测量,选用EDEM中的Hertz-Mindlin with JKR模型,以65 Mn钢材料搭建斜面平台和仿真模型,以滚动距离为响应值对钵体颗粒与材料间的接触参数进行了标定。在RecurDyn软件中完成了取苗爪的动力学建模,以标定试验所获得的接触参数在EDEM中完成了颗粒的离散元建模,通过EDEM-RecurDyn对取苗爪的取苗过程进行联合仿真,研究取苗爪扎深和扎入速度对钵体颗粒的影响,经过分析可得当取苗爪扎深为33 mm、扎入速度为150 mm/s时具有较好的取苗完整性。搭建取苗试验台架,以扎深33 mm和扎入速度150 mm/s开展取苗试验,试验结果与仿真结果一致,取苗成功率均为100%,钵体基质损失率低于5%,具有较好的取苗效果。 展开更多

关键词 蔬菜移栽机 弹性取苗爪 参数标定 edem-recurdyn 取苗试验

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基于EDEM-RecurDyn双向耦合的电铲挖掘质量计算方法研究

7

作者 林宝国 吴娟 丰崟楠 《煤炭技术》 CAS 2024年第7期235-239,共5页

针对矿用电铲挖掘物料体积难以准确预测的问题,从理论方面确立了实际挖掘物料体积与理论挖掘物料体积的比值系数k_(1),然后以国产WK系列电铲为研究对象,建立1/30的电铲缩比模型,依据电铲的实际挖掘工况,建立挖掘物料的离散元模型。利用... 针对矿用电铲挖掘物料体积难以准确预测的问题,从理论方面确立了实际挖掘物料体积与理论挖掘物料体积的比值系数k_(1),然后以国产WK系列电铲为研究对象,建立1/30的电铲缩比模型,依据电铲的实际挖掘工况,建立挖掘物料的离散元模型。利用接口技术实现挖掘过程的EDEM-RecurDyn双向耦合仿真,从挖掘初始角、最大挖掘厚度和颗粒尺寸、堆面安息角4个因素进行挖掘过程多次仿真,得到每种工况下的k_(1)。最后为了验证仿真结果的准确性,搭建电铲缩比模型试验台进行挖掘试验,结果表明:仿真模拟的比值系数k_(1)与试验测得的比值系数k_(1)在峰值和变化趋势方面都基本一致,验证了利用EDEM-RecurDyn双向耦合仿真可以较准确地估算电铲的实际挖掘质量,为电铲的挖掘轨迹优化提供了可靠依据。 展开更多

关键词 矿用电铲 edem-recurdyn联合仿真 挖掘轨迹 挖掘质量

原文传递

链勺式玉米精量排种器设计与试验 被引量：2

8

作者 李明生 王鹏 +4 位作者 鄢玉林 谢守勇 刘忠军 刘凡一 陈行政 《农业工程学报》 北大核心 2025年第16期77-89,共13页

针对传统机械式玉米排种器作业性能不稳定、播种穴距合格率低、漏播率高的问题,该研究设计了一种链勺式玉米精量排种器。根据西南地区玉米种子的物理特性对排种器进行结构设计;对排种过程中玉米种子的受力和运动状态进行分析,确定了影... 针对传统机械式玉米排种器作业性能不稳定、播种穴距合格率低、漏播率高的问题,该研究设计了一种链勺式玉米精量排种器。根据西南地区玉米种子的物理特性对排种器进行结构设计;对排种过程中玉米种子的受力和运动状态进行分析,确定了影响排种性能的关键参数;基于EDEM-Recurdyn耦合方法对排种器的工作过程进行仿真,模拟种子运动过程;进行二次回归正交旋转组合台架试验,得到各参数对穴距合格率和漏播率的影响从大到小依次为:充种型孔半径、种勺斜角、主动链轮转速,当充种型孔半径为5.45 mm、种勺斜角为3.42°、主动链轮转速为45.62 r/min时,排种性能最佳,穴距合格率为83.14%、漏播率为1.73%;田间试验结果表明,安装链勺式玉米精量排种器的播种机播种平均穴距合格率为81.67%、平均漏播率为1.67%,满足国内玉米精量播种要求。 展开更多

关键词 农业机械 仿真 玉米 排种器 edem-recurdyn耦合

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基于DEM-MBD的变螺距式马铃薯分级装置设计与试验 被引量：1

9

作者 李卫 赵文杰 +2 位作者 朱恒旭 翟亮 贺欣 《农业机械学报》 北大核心 2025年第7期94-104,共11页

为解决马铃薯分级装置结构较大、传动复杂、易伤薯问题,设计了一种变螺距式马铃薯滚筒分级装置,明确了其工作原理,通过对马铃薯在分级装置内的动力学和运动学分析确定了其关键结构参数。运用RecurDyn软件构建分级装置动力学模型,基于马... 为解决马铃薯分级装置结构较大、传动复杂、易伤薯问题,设计了一种变螺距式马铃薯滚筒分级装置,明确了其工作原理,通过对马铃薯在分级装置内的动力学和运动学分析确定了其关键结构参数。运用RecurDyn软件构建分级装置动力学模型,基于马铃薯的物理特性在EDEM中构建马铃薯模型,采用EDEM-RecurDyn耦合仿真模拟了分级装置实际工作过程中多构件间的运动、约束和接触。选择进薯量、分级滚筒转速和分级段长度为影响因素,以马铃薯分级准确率、分级效率作为评价指标进行性能验证,并基于上述因素进行单因素与二次正交仿真试验,确定分级装置的最优结构和运动参数。仿真试验结果表明,当进薯量为3.68 kg/s、分级滚筒转速为34.50 r/min、分级段长度为1600 mm时,所获得的分级准确率和分级效率最优,分别为91.6%和3.0 kg/s。样机试验结果表明,在最优解参数下分级装置平均分级准确率大于89%,平均分级效率大于3.18 kg/s,伤薯率小于1%,与仿真试验相对误差为2.10%,说明仿真试验具有较高准确性且本文设计的分级装置工作性能较好,可以满足中小规模的马铃薯分级要求。 展开更多

关键词 马铃薯 分级装置 变螺距式 耦合仿真 edem-recurdyn

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玉米籽粒收获机可变间隙式过桥设计与试验

10

作者 靳范 杨世航 +3 位作者 张俊三 李谦绪 车珅 庞统 《农业机械学报》 北大核心 2025年第7期349-360,共12页

针对目前玉米籽粒收获机在搭配13行及以上玉米割台以16 kg/s的喂入量进行收获作业时,过桥输送能力不足,且在输送过程中喂入量波动较大时易出现堵塞的情况,设计了一种可变间隙式过桥,阐述了可变间隙式过桥的工作原理,并对浮动机构和链耙... 针对目前玉米籽粒收获机在搭配13行及以上玉米割台以16 kg/s的喂入量进行收获作业时,过桥输送能力不足,且在输送过程中喂入量波动较大时易出现堵塞的情况,设计了一种可变间隙式过桥,阐述了可变间隙式过桥的工作原理,并对浮动机构和链耙输送机构等关键部件进行了参数设计和运动分析。利用多体动力学软件RecurDyn建立了可变间隙式过桥虚拟样机模型,运用三维扫描技术获得果穗的物理模型从而在离散元软件EDEM中建立了果穗离散元模型,通过EDEM-RecurDyn耦合仿真的方法获得了果穗在可变间隙式过桥中的运动轨迹以及各个输送阶段的速度和受力变化情况,明确了果穗的输送规律,确定了影响输送效果的主要影响因素。以螺旋输送器转速、输送链轮转速和输送间隙为试验因素,以果穗输送率和损伤率为评价指标,进行三因素三水平仿真试验,并利用仿真试验获得的最佳工作参数进行田间试验,田间试验结果表明,当喂入量为16 kg/s、螺旋输送器转速为160 r/min、输送链轮转速为460 r/min、输送间隙为60 mm、脱粒滚筒转速为400 r/min、凹板间隙为30 mm、风机转速为1200 r/min、振动频率为5 Hz、上筛筛孔开度为18 mm时,可变间隙式过桥的输送率为98.98%,整机籽粒破碎率为1.37%,籽粒含杂率为0.85%,总损失率为1.09%,田间验证试验与仿真试验结果基本一致,满足过桥的工作要求。 展开更多

关键词 玉米籽粒收获机 可变间隙式过桥 浮动机构 链耙输送机构 edem-recurdyn

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三段式薯土分离装置设计与试验

11

作者 刘知鑫 尚书旗 +3 位作者 马世宽 王东伟 何晓宁 杨帅 《农机化研究》 北大核心 2025年第11期83-91,共9页

薯土分离是马铃薯机械化收获关键环节之一,目前常见的薯土分离机构为带杆式薯土分离机构,存在薯土分离情况不明且马铃薯损伤率较高的问题。为此,设计了一种由物料喂入段、振动碎土段和筛分去土段组成的三段式薯土分离装置,其可对升运链... 薯土分离是马铃薯机械化收获关键环节之一,目前常见的薯土分离机构为带杆式薯土分离机构,存在薯土分离情况不明且马铃薯损伤率较高的问题。为此,设计了一种由物料喂入段、振动碎土段和筛分去土段组成的三段式薯土分离装置,其可对升运链上的薯土混合物料进行振动、碎土、筛分、运输作业,并通过EDEM-Recurdyn耦合仿真试验对三段式薯土分离装置的工作效果进行对比和分析。试验结果表明,受到振动碎土区的影响,土壤颗粒在三段式薯土分离装置上的筛分呈现明显的分段趋势,各个工作区筛分能力的大小依次为:振动碎土区>筛分去土区>物料喂入区,其中振动碎土区筛土65.94%、筛分去土区筛土32.18%、物料喂入区筛土1.88%;在相同工况下,设计的三段式薯土分离装置相比传统薯土分离机构,马铃薯平均法向受力可降低29.40%、平均切向受力降低64.2%,马铃薯受力的合力降低25.16%,并借助台架试验验证了仿真结果的可靠性。 展开更多

关键词 薯土分离装置 RECURDYN EDEM 联合仿真 离散元仿真 台架试验

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基于RecurDyn-EDEM的草莓移栽机打穴机构优化

12

作者 韦梦蕾 胡建平 +4 位作者 刘伟 曾添懿 谭荣军 张永辉 徐华岗 《农机化研究》 北大核心 2025年第10期146-154,共9页

目前,草莓裸根苗种植方式主要是人工刨土、放苗、覆土,移栽机械化水平落后、栽植劳动强度大、效率低。为此,设计了一款设施高起垄、人机协同作业的草莓移栽机。实地调研草莓裸根苗种植环境和农艺要求,草莓定向栽植采用曲柄滑块双行打穴... 目前,草莓裸根苗种植方式主要是人工刨土、放苗、覆土,移栽机械化水平落后、栽植劳动强度大、效率低。为此,设计了一款设施高起垄、人机协同作业的草莓移栽机。实地调研草莓裸根苗种植环境和农艺要求,草莓定向栽植采用曲柄滑块双行打穴、人工取苗并识别苗弓背方向、对穴放苗覆土的设计方案。基于设计的双行打穴机构,在保证栽植孔质量前提下应尽量降低其入土阻力,需要确定其打穴速度、打穴锥锥角和锥径的合理选值。通过RecurDyn-EDEM耦合仿真试验对栽植孔成型过程进行模拟,采用单因素试验对优化参数进行初选,多因素试验建立打穴机构入土阻力和栽植孔开口纵长的二次多项式回归模型,从而优化得出打穴机构最佳参数;最后,采用Design-Expert对打穴机构进行参数优选,即锥角为74°、锥径为63 mm、曲柄运动时间为1.9 s时,打穴机构入土阻力为106.97 N,栽植孔开口纵长为79 mm,满足设计要求。 展开更多

关键词 草莓移栽机 打穴机构 RecurDyn-EDEM 仿真分析 优化

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葡萄双铲侧置式入土起藤机设计与试验

13

作者 沈聪聪 马帅 +4 位作者 谭好超 马俊龙 周慧能 徐丽明 郭朝阳 《农业工程学报》 北大核心 2025年第13期94-103,共10页

针对中国北方露地篱架式葡萄春季起藤环节起藤效率低和易损伤葡萄藤的问题,该研究提出了一种入土起藤方法,并基于此方法设计了一种葡萄双铲侧置式入土起藤机。整机采用双铲侧置结构,以双铲交替入土形式将葡萄藤从土垄中挑出。通过理论... 针对中国北方露地篱架式葡萄春季起藤环节起藤效率低和易损伤葡萄藤的问题,该研究提出了一种入土起藤方法,并基于此方法设计了一种葡萄双铲侧置式入土起藤机。整机采用双铲侧置结构,以双铲交替入土形式将葡萄藤从土垄中挑出。通过理论分析优化了起藤铲铲尖挑藤轨迹,确定了连杆尺寸。并基于RecurDyn-EDEM耦合仿真,以起藤铲的结构参数和作业参数为试验因素,以曲柄扭矩平均值为试验指标,设计了Plackett-Burman试验筛选出对试验指标影响显著的因素为终止铲面夹角、切入角和入土夹角,以最大曲柄扭矩平均值最小为优化目标,获得起藤铲的最优参数组合。仿真优化结果为起藤铲的终止铲面夹角为130°、切入角为3°和入土夹角为15°,得到较优参数组合下的最大曲柄扭矩平均值为62.3 N·m。加工试制样机并进一步进行田间起藤试验,试验得到最大曲柄扭矩平均值为64.9 N·m,与仿真结果相对误差为4.2%,明藤率为86.8%,伤藤率为6.9%,满足葡萄藤的入土起藤作业要求。研究结果可为中国北方露地葡萄春季起藤作业提供思路,为后续起藤机械的研发提供参考。 展开更多

关键词 农业机械 葡萄藤 起藤 起藤机 Recurdyn-EDEM耦合仿真

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丘陵山区土槽试验台车设计与性能分析

14

作者 刘伟健 张家豪 +4 位作者 余小兰 李东昊 王媛 李漫漫 张兆国 《工程设计学报》 北大核心 2025年第4期550-561,共12页

针对目前丘陵山区“无机可用、无机好用”以及农业生产能力差等问题,开展了丘陵山区土槽试验台车的设计与性能分析。首先,对土槽试验台车的机械系统、数据采集系统及控制系统进行了设计。然后,基于RecurDyn-EDEM耦合仿真对土槽试验台车... 针对目前丘陵山区“无机可用、无机好用”以及农业生产能力差等问题,开展了丘陵山区土槽试验台车的设计与性能分析。首先,对土槽试验台车的机械系统、数据采集系统及控制系统进行了设计。然后,基于RecurDyn-EDEM耦合仿真对土槽试验台车的通过性进行了分析。最后,对土槽试验台车的整体性能进行了试验与分析。仿真结果表明:土槽试验台车从t=0 s开始加速,其行进速度在t=2.7 s时达到0.7 m/s,随后行进速度开始骤减直至仿真结束,最终的行进速度在0.1 m/s左右波动。在仿真过程中,限位弹簧能够提供大约700 N的摩擦力,悬挂装置的合力达到了6665 N,仿真结果初步验证了土槽试验台车设计方案的合理性。试验结果表明:土槽试验台车动力输出轴的角加速度为14.74 rad/s^(2),其实际转速与目标转速之间存在15~20 r/min的误差;土槽试验台车的最大行进速度可达1.6 m/s,所需制动时间为2.61 s,对应的制动距离为1.62 m。当土槽试验台车以0.2 m/s为目标速度行进并搭配三七挖掘铲开展模拟试验时,其在2 s内即可达到目标速度,所测得的最大工作阻力为2990.07 N。上述试验数据均满足设计要求,可为丘陵山区土槽试验台车的设计提供理论依据和参考。 展开更多

关键词 丘陵山区 土槽试验台车 RecurDyn-EDEM耦合仿真 性能分析

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低损捋叶式艾草脱叶装置设计与试验优化 被引量：2

15

作者 何涛 崔得州 +3 位作者 杨全合 王伟 郑志安 吴敏 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2024年第S2期122-133,共12页

针对艾草人工脱叶劳动强度大、现有机械脱叶装置损伤率高、作业效率低等问题,开展了基于DEM-MBD的低损捋叶式艾草脱叶装置设计与试验优化研究。首先,建立了脱叶装置运动学和动力学模型,通过理论分析对输送带、压茎带、捋叶齿、拉茎对辊... 针对艾草人工脱叶劳动强度大、现有机械脱叶装置损伤率高、作业效率低等问题,开展了基于DEM-MBD的低损捋叶式艾草脱叶装置设计与试验优化研究。首先,建立了脱叶装置运动学和动力学模型,通过理论分析对输送带、压茎带、捋叶齿、拉茎对辊等关键部件进行了结构设计。其次,通过EDEM-RecurDyn耦合开展了脱叶装置联合仿真,验证了装置设计的合理性,并确定影响艾草脱叶的主要作业参数及其取值范围。最后,以捋叶孔隙高度、输送滚筒转速和拉茎辊转速为试验因素,艾叶脱净率、损伤率、含杂率为评价指标开展样机试验,并利用Design-Expert软件分析最优作业参数。结果表明,当最优参数组合为捋叶孔隙高度6.8 mm、输送滚筒转速25 r/min、拉茎对辊转速383.7 r/min时,艾叶脱净率、损伤率、含杂率分别为83.59%、4.27%、4.74%,满足艾草脱叶要求。 展开更多

关键词 艾草 低损捋脱 差速脱叶 edem-recurdyn 参数优化

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自走式马铃薯捡拾机捡拾装置参数优化与试验 被引量：11

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作者 汪昕 杨德秋 +3 位作者 刘萌萌 李洋 陈新予 程子文 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期20-29,共10页

为解决马铃薯分段收获后,人工捡拾劳动强度大、效率低、成本高等问题,设计了一种自走式马铃薯捡拾机捡拾装置。针对捡拾装置喂入部分易壅土,造成马铃薯输送不通畅,影响整机作业效率的问题,设计了一种具有双层反转链条夹持输送功能的捡... 为解决马铃薯分段收获后,人工捡拾劳动强度大、效率低、成本高等问题,设计了一种自走式马铃薯捡拾机捡拾装置。针对捡拾装置喂入部分易壅土,造成马铃薯输送不通畅,影响整机作业效率的问题,设计了一种具有双层反转链条夹持输送功能的捡拾装置。为确定捡拾装置最佳的作业参数,基于离散元软件EDEM和多体动力学软件RecurDyn耦合仿真,运用Box-Benhnken试验方法,以马铃薯流量和伤薯率为试验指标,以捡拾装置前进速度、捡拾铲入土深度、捡拾装置输送链线速度和反转夹持链线速度为试验因素,对该装置工作参数进行四因素三水平试验,使用Design-Expert软件建立二次多项式回归模型。对回归模型进行优化后,绘制出响应面曲线图,得出该装置最佳工作参数。田间试验表明,当捡拾装置前进速度为0.70 m/s、捡拾铲入土深度为120 mm、捡拾装置输送链线速度为1.20 m/s、反转链线速度为1.20 m/s时,马铃薯流量为5.94 kg/s,伤薯率为2.10%,与仿真理论值相比,误差分别为3.30%和4.48%。该研究可为马铃薯捡拾装置设计提供参考。 展开更多

关键词 马铃薯捡拾机 捡拾装置 edem-recurdyn联合仿真 参数优化

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三七收获机输送分离装置作业机理分析与参数优化 被引量：9

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作者 王法安 温博 +3 位作者 谢晓红 解开婷 郭思危 张兆国 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期201-211,259,共12页

针对丘陵山区三七机械化收获根土分离难、输送效率低等问题,开展了三七收获机输送分离装置作业机理与参数优化试验研究。首先,通过理论分析建立了三七根土复合体在输送过程中的动力学模型;其次,利用高速摄影获取三七根土复合体的运动轨... 针对丘陵山区三七机械化收获根土分离难、输送效率低等问题,开展了三七收获机输送分离装置作业机理与参数优化试验研究。首先,通过理论分析建立了三七根土复合体在输送过程中的动力学模型;其次,利用高速摄影获取三七根土复合体的运动轨迹,确定三七输送、根土分离、须根断裂等作业机理;与此同时,基于EDEM-RecurDyn耦合开展三七根土复合体输送分离作业联合仿真,验证了模型的可靠性,明确了三七根土复合体输送分离规律,确定了影响三七根土分离的主要作业参数为:升运速度、升运倾角、振动幅度、振动频率;最后,开展台架试验并利用Design-Expert软件进行分析寻找最优作业参数。结果表明:当最优作业参数组合升运倾角为21°、振动幅度为44 mm、升运速度为0.9 m/s、振动频率为1.6 Hz时,三七输送率、三七筛净率分别为93.60%、92.64%,符合三七收获机输送分离作业要求。 展开更多

关键词 三七收获机 输送分离机理 高速摄影 edem-recurdyn 参数优化

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茶园仿生往复式开沟松土机设计与试验 被引量：10

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作者 秦宽 郎旭涛 +6 位作者 沈周高 吴正敏 毕海军 曹成茂 孙燕 葛俊 方梁菲 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期29-39,共11页

丘陵山区茶园土壤板结、石砾较多,使用传统旋转或移动式开沟机会出现打石跳刀、刀具无法入土、开沟不深、作业阻力大的问题。为此,依据人工铲土具有自发性以最低功耗完成最优作业路径的特点,设计仿人工铲土动作的曲柄摇杆式开沟装置,并... 丘陵山区茶园土壤板结、石砾较多,使用传统旋转或移动式开沟机会出现打石跳刀、刀具无法入土、开沟不深、作业阻力大的问题。为此,依据人工铲土具有自发性以最低功耗完成最优作业路径的特点,设计仿人工铲土动作的曲柄摇杆式开沟装置,并研制小型茶园往复式开沟松土机。通过分析人工使用铁锹铲土的动作,建立入土、切土、抛土的运动模型,基于Matlab软件分析得到人工铲土时铁锹锹尖运动轨迹的拟合方程,以此方程为基准,建立曲柄连杆机构的目标函数,结合约束条件解出曲柄摇杆机构结构参数,同时对开沟铲进行开沟阻力分析,确定开沟铲的结构参数。建立Recurdyn和EDEM耦合的开沟铲-土壤互作仿真模型,并进行三因素三水平正交试验,对作业和结构参数进行优化,得到最优参数组合:机器前进速度v为0.06 m/s、曲柄转速n为42 r/min、入土倾角φ为80°。田间试验结果表明,茶园往复式开沟松土机作业平均开沟深度为211.5 mm,开沟功率为0.119 kW,沟深稳定性系数为90.9%,相较于传统旋转式开沟机,开沟功率降低6.3%,沟深稳定性系数提高3.1个百分点,整机作业质量满足茶园农艺要求。 展开更多

关键词 茶园 开沟松土机 仿生 曲柄连杆机构 RECURDYN EDEM

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葡萄分层旋抛式清土起藤机高效旋抛刀设计与试验 被引量：7

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作者 杨启志 杨鑫宇 +3 位作者 赫明胜 张若瑜 文天拟 施爱平 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第24期44-51,共8页

针对中国西北地区酿酒葡萄清土作业缺乏与土壤颗粒群相互作用的研究,凭经验设计使得单层旋抛清土方法效率低以及清土部件功耗高的问题,设计了一种分层旋抛式清土起藤机并对旋抛刀与土壤相互作用进行研究。首先,根据中国西北地区酿酒葡... 针对中国西北地区酿酒葡萄清土作业缺乏与土壤颗粒群相互作用的研究,凭经验设计使得单层旋抛清土方法效率低以及清土部件功耗高的问题,设计了一种分层旋抛式清土起藤机并对旋抛刀与土壤相互作用进行研究。首先,根据中国西北地区酿酒葡萄种植及清土的农艺要求,完成分层旋抛刀的设计,然后对旋抛式清土起藤机的运动进行理论分析,确定影响旋抛刀功耗和抛送距离的主要因素,并通过EDEM—Recurdyn耦合仿真,以旋抛刀不同焊接角度、转速及整机的前进速度为试验因素,以清土率、旋抛刀扭矩为评价指标,分析土壤离散颗粒群与旋抛刀之间的相互作用,得到最优参数组合,进一步基于台架试验对仿真试验进行验证。结果表明,当旋抛刀焊接角度为30°,转速为270r/min,前进速度为0.4 m/s时,清土率为49.1%,旋抛刀平均扭矩为13.09 N·m,土壤抛送距离集中在1.52~1.75 m之间,与仿真优化结果(清土率为55.9%)相对误差为13.8%,研究结果可为后续研制分层旋抛式清土起藤机提供理论依据及技术参考。 展开更多

关键词 农业机械 试验 仿真 分层旋抛式清土起藤机 旋抛刀 EDEM—Recurdyn

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基于RecurDyn-EDEM的装载机耦合动力学仿真分析 被引量：14

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作者 王少杰 殷月 +1 位作者 余圣锋 侯亮 《机械设计》 CSCD 北大核心 2021年第11期1-6,共6页

由于装载机作业工况复杂、作业环境恶劣,为了深入研究其铲装过程所受作业阻力的变化情况,需构建装载机的多体动力学模型与作业物料的离散颗粒模型,进行多体耦合仿真。因此,文中提出了利用多体动力学软件RecurDyn构建装载机模型与利用离... 由于装载机作业工况复杂、作业环境恶劣,为了深入研究其铲装过程所受作业阻力的变化情况,需构建装载机的多体动力学模型与作业物料的离散颗粒模型,进行多体耦合仿真。因此,文中提出了利用多体动力学软件RecurDyn构建装载机模型与利用离散元软件EDEM构建物料模型,并进行RecurDyn-EDEM的耦合仿真分析方法,研究不同铲掘轨迹下装载机工作装置与物料的耦合作用。文中提供了一种研究装载机铲装过程中工作装置与物料颗粒耦合作用的方法,为装载机作业阻力的研究工作提供理论依据和技术支撑。 展开更多

关键词 装载机 作业阻力 动力学仿真 RECURDYN EDEM

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