推土板宏觀觸土曲面微分幾何性質與阻力特性研究.pdf

1、土壤耕作部件在人類日常生活中扮演著非常重要的角色。然而，土壤耕作部件在工作過程中不僅消耗能源多，而且環(huán)境污染大。因此，研究能有效減少工作阻力，節(jié)約能源消耗，降低有害物質排放，促進環(huán)境保護的土壤耕作部件意義重大。推土機推土板作為典型土壤耕作部件之一，其宏觀觸土曲面減阻性能的優(yōu)劣對于其它土壤耕作部件宏觀觸土曲面的設計研究具有一定的指導意義。本文以推土板宏觀觸土曲面為研究對象，從微分幾何學角度，研究能反映觸土曲面內在幾何性質的第一類基本量和第

2、二類基本量等曲面內蘊幾何量與耕作部件工作阻力之間的相互影響關系，從而為土壤耕作部件宏觀觸土曲面的優(yōu)化設計做出指導。
　　土壤耕作部件宏觀觸土曲面一般由元線沿準線按一定的規(guī)律運動而成，其主要成形方法有水平直元線法、傾斜直元線法、曲元線法、剖面族曲線法和運用計算機技術的現(xiàn)代設計法等方法。推土板宏觀觸土曲面是典型的圓柱型指紋面，所以用水平直元線法形成宏觀觸土曲面。本文推土板宏觀觸土曲面元線為直線，準線形式分別為圓弧線、拋物線和仿生曲線三

3、種類型，同時推土板每一準線形式的切削角分別為50°、55°和60°三種情況，因而共有九個推土板。
　　九個推土板土槽試驗的數據表明：準線形式為仿生曲線的推土板宏觀觸土曲面的工作阻力小于準線形式為圓弧線和拋物線的推土板宏觀觸土曲面的工作阻力；準線形式為圓弧線的推土板宏觀觸土曲面在切削角為55°時的工作阻力最大；準線形式為仿生曲線的推土板宏觀觸土曲面和準線形式為拋物線的推土板宏觀觸土曲面在切削角為55°時的工作阻力最小。
　　推

4、土板不同宏觀觸土曲面的內蘊幾何量計算發(fā)現(xiàn)，觸土曲面的第一類基本量F和 G，第二類基本量 M和 N相同，決定不同推土板宏觀觸土曲面性質差異的因素為曲面的第一類基本量 E值和曲面的第二類基本量 L值。土槽試驗結果與推土板宏觀觸土曲面內蘊幾何量 E值和 L值對比發(fā)現(xiàn)：對于不同類型的推土板宏觀觸土曲面，當 E值呈波浪型曲線變化時，推土板宏觀觸土曲面的工作阻力較小，此時，L值的變化趨勢呈凹函數形式。對于同一類型但不同切削角的推土板宏觀觸土曲面，曲