仿生觸土曲面變曲率規(guī)律的統(tǒng)計(jì)學(xué)研究及其力學(xué)特性分析.pdf

1、推土板作為推土機(jī)的直接工作部件，作業(yè)時(shí)會(huì)受到土壤不同程度的粘附，導(dǎo)致工作阻力增大、生產(chǎn)效率降低，通過優(yōu)化觸土曲面輪廓構(gòu)型的方式可有效改善推土板的脫附減阻性能。在上述思想的指導(dǎo)下，本文對推土板觸土曲面的高效設(shè)計(jì)做了進(jìn)一步的研究。
　　田鼠爪趾內(nèi)輪廓曲線（即切削面）的復(fù)雜變曲率特征可能是田鼠爪趾具有優(yōu)良脫阻減附性能的基本原因，這就為推土板幾何構(gòu)型及力學(xué)性能的優(yōu)化提供了仿生研究的基礎(chǔ)。本文對田鼠九個(gè)爪趾的內(nèi)輪廓曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)坐標(biāo)的采集，

2、利用最小二乘法求取其四次多項(xiàng)式擬合方程，并求出一階、二階導(dǎo)數(shù)和曲率?；跀?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)特的征值，對其變曲率規(guī)律進(jìn)行分析。
　　利用 SolidWorks三維制圖軟件，分別建立以九個(gè)田鼠爪趾的內(nèi)輪廓擬合曲線為準(zhǔn)線的九個(gè)仿生型推土板-土壤切削模型。將所建模型依次導(dǎo)入 ANSYS/LS-DYNA中，同時(shí)設(shè)置相關(guān)參數(shù)進(jìn)行求解運(yùn)算。結(jié)果表明，準(zhǔn)線形式與切削角對推土板的脫附減阻性能均有影響，總體來說準(zhǔn)線形式對推土板脫附減阻性能影響大于切削角，其中前

3、右食趾的推土板的水平阻力最小，后右食趾、后左中趾、后左食趾、后左中趾、前右中趾、前左中趾型的推土板水平阻力較小，后左大趾、前右大趾型的推土板垂直阻力較大。以工作阻力最小的前右食趾內(nèi)輪廓曲線作為仿生型推土板的準(zhǔn)線，繼續(xù)利用 SolidWorks分別建立切削角為50°、55°、60°的圓弧型、擺線型、漸開線型、拋物線型、仿生型推土板-土壤切削模型。將所建模型依次導(dǎo)入 ANSYS/LS-DYNA中進(jìn)行求解運(yùn)算。結(jié)果表明，仿生型推土板的減阻脫附

4、性能最好，漸開型、拋物線型推土板較優(yōu)，圓弧型、擺線型推土板較小。
　　對準(zhǔn)線形式為圓弧型、擺線型、仿生型、直線型的推土板進(jìn)行了不同工作方式下的正交試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明準(zhǔn)線形式是影響推土板工作阻力的重要因素，切削角對推土板工作阻力影響較小，其中準(zhǔn)線形式為仿生型的推土板減阻能力最好，擺線型次之，圓弧型、直線型推土板減阻能力最差，這與仿真試驗(yàn)結(jié)果相似。不同工況下推土板的土壤粘附各異，總體來說準(zhǔn)線形式對推土板土壤粘附影響程度大于切削角，其中