勺式玉米精密排種器動(dòng)力學(xué)仿真及試驗(yàn)研究.pdf

1、玉米是我國(guó)重要的糧食、經(jīng)濟(jì)、飼料兼用作物，播種面積和總產(chǎn)量?jī)H次于美國(guó)，位居第二位，因此增加玉米產(chǎn)量對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有重要意義。 播種是玉米生產(chǎn)過(guò)程中具有決定性的環(huán)節(jié)，播種質(zhì)量的好壞，將直接影響到玉米的產(chǎn)量。目前普遍采用的玉米播種方式是玉米精密播種，精密排種器是玉米精密播種機(jī)的主要工作部件，對(duì)于整個(gè)播種機(jī)的研究十分重要，因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)、性能決定整個(gè)播種機(jī)的工作性能。 本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“鏟式玉米精密播種機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)及動(dòng)

2、態(tài)仿真研究”，在對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的精密排種器進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，對(duì)種子在勺式玉米精密排種器內(nèi)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真、動(dòng)力學(xué)分析，進(jìn)而完善排種器的理論研究，這將對(duì)適于我國(guó)農(nóng)村土壤耕作條件的玉米精密播種機(jī)的研究具有實(shí)際意義。 論文首先依據(jù)已有的鏟式玉米精密播種機(jī)的理論研究成果，分析了勺式玉米精密排種器的工作過(guò)程，即充種、清種、護(hù)種和投種過(guò)程。分析各個(gè)過(guò)程中種子所處的狀態(tài)，分析種子的極限充種角、導(dǎo)種臺(tái)上種子的回落角、清種起始角和清種結(jié)束角及

3、種子在整個(gè)工作過(guò)程中的受力情況。 其次，應(yīng)用三維實(shí)體造型軟件Pro/E建立勺式玉米精密排種器的三維實(shí)體圖。運(yùn)用Pro/E軟件與ADAMS軟件的專用接口模塊Mech/Pro，將構(gòu)造好的排種器模型導(dǎo)入動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件ADAMS中。 在ADAMS軟件中對(duì)排種器模型施加相應(yīng)的約束、驅(qū)動(dòng)及載荷，建立勺式玉米精密排種器的虛擬樣機(jī)系統(tǒng)，并進(jìn)行動(dòng)學(xué)力仿真分析，直觀的觀察種子在排種器內(nèi)的充種、清種、護(hù)種和投種過(guò)程。對(duì)于影響排種器工作質(zhì)量

4、的主要工作參數(shù)創(chuàng)建設(shè)計(jì)變量，定義目標(biāo)函數(shù)并產(chǎn)生必要的設(shè)計(jì)約束，最后對(duì)排種器虛擬樣機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化分析，得到最優(yōu)的垂直傾角β、水平傾角γ和播種速度v的組合。 選出兩種玉米種子，對(duì)播種機(jī)樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。根據(jù)三因子二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)方法，得到了反映播種機(jī)的前進(jìn)速度v、播種機(jī)的垂直傾角β和水平傾角γ與播種機(jī)的重播率和種距變異系數(shù)之間關(guān)系的回歸方程；在此基礎(chǔ)上確定了對(duì)于這兩種玉米種子，該播種機(jī)的最佳參數(shù)組合。將試驗(yàn)結(jié)果同仿真優(yōu)化結(jié)果比