一、往复式水下动力工具的运动特性分析（论文文献综述）
闫东伟[1]（2021）在《基于水射流的水田仿生中耕除草装置机理与试验研究》文中提出水稻是作为我国三大主粮之一,播种植面积常年稳居第一,其产量对保障国家粮食安全意义重大。水田杂草严重影响水稻产量和质量,在中耕期进行有效的除草作业是水稻种植过程中至关重要的一个环节。机械除草作为一项具有避免化学污染、改善土壤物理环境、促进作物生长发育等优点的有效技术措施,已被广泛应用。水田机械除草装置是机械除草技术实施的核心,其性能的优劣直接影响除草作业质量和效率。因此研制高效的机械除草装置,对实现水稻生产全程机械化具有重要意义。现有的机械除草装置大多数机型缺少研发和配置株间除草装置,现有株间除草装置关键部件多通过旋转、摆动、拖拽等复合运动将稻苗与杂草一并处理,除草部件刚性结构对秧苗根系及茎秆损伤较大。行间除草装置多以对现有鼠笼式和耙齿式除草轮进行结构优化为主,未见明显创新,除草轮普遍存在土壤扰动不足、易黏附土壤、易打滑和阻力大等问题,且刚性除草部件易造成秧苗根系损伤。整机难以一次性完成行间和株间全幅除草作业,且由于水田复杂环境致使装置除草率低、伤苗率高,难以保证作业质量。针对上述问题,本文采用理论分析、机械结构设计、仿生技术、有限元数值模拟分析和试验研究等方法和手段,结合水田实际田间状况,开展射流式水田仿生中耕除草装置研究。重点突破射流式株间除草装置、仿生柔性行间除草装置等核心工作部件的设计研发与机理研究,进行射流式水田仿生中耕除草装置的集成与田间性能试验。本研究为水田机械除草装置的创新设计提供理论支撑与参考。研究内容与方法如下:（1）水田植物和土壤物理参数测定研究影响水稻生长的杂草主要为稗草,故选取黑龙江省阿城区团结村水稻植株和稗草作为测试对象,测得获得了水稻植株和稗草几何尺寸及其单根系屈服应力数值;以田间土壤为研究对象,测定其物料特性,获得了土壤容重、土壤含水率、土壤密度、土壤限定粒径和土壤渗透系数、土壤坚实度、土壤抗剪切强度、内聚力、内摩擦角、土壤体积模量和剪切模量等物理参数与力学参数。本章研究可为水田除草装置关键部件结构设计与参数确定提供数据支撑,同时为水田除草装置理论分析与仿真试验提供理论依据。（2）射流式株间除草装置关键部件机理分析与设计创新提出了一种水射流除草方法,结合机械结构设计,研制了一种射流式株间除草装置;根据水稻除草时期农艺要求以及水稻和杂草生长特性,阐述了射流除草作业机理,通过理论分析确定了该装置射流倾角和喷嘴开口直径主要结构参数范围;运用动量守恒定理、粘性流体力学和土力学原理进行分析,建立了喷嘴临界破土压力模型,获取了土壤临界破坏压力,完成了射流式株间除草装置动力系统的选型配套。（3）仿生柔性行间除草装置设计与分析为解决因除草轮易黏附土壤、挂草而导致的除草轮打滑、除草率低的问题,运用仿生技术设计了一款仿生柔性行间除草装置。通过研究水稻行间除草装置除草作业特性,以麻雀羽鸭鸭脚掌为仿生原型,利用高速摄像技术观察分析鸭脚掌的游水运动学特性,获取了鸭脚掌宏观形态数据和各关键部位结构参数。通过理论分析,结合水田除草农艺要求确定了影响仿生柔性行间除草轮除草性能的主要结构参数;仿生鸭脚掌柔性蹼板在蹼板安装轮盘上的轴向倾角为170°,仿生鸭脚掌柔性蹼板与蹼板安装板的侧向偏角为15°。为提高仿生柔性行间除草装置作业稳定性,设计单铰链结构仿形机构,并确定了该机构主要结构参数。（4）射流式株间除草装置作业性能数值模拟研究基于显示动力学LS-DYNA仿真软件建立了射流式株间除草装置的喷嘴-水-土壤模型,并进行了单因素虚拟仿真试验,运用Design-Expert 8.0.6软件对射流式株间除草装置单因素虚拟仿真试验结果进行分析,阐述了射流倾角和喷嘴开口直径对土壤挖掘深度和土壤扰动率的影响规律,获取了装置最优结构参数,当射流倾角为31°,喷嘴开口直径为4mm时,土壤挖掘深度为31.88mm,土壤扰动率为11.69%。（5）株间与行间水田除草装置台架性能试验研究借助东北农业大学农牧机械实验室,搭建了水田株间和行间除草装置土槽试验台。开展了水稻根系抗冲断极限水压冲击试验,获取了水稻根系极限抗冲断压力为1.50MPa,为射流式株间除草装置台架试验因素选取提供参考依据;进行了射流式株间除草装置和仿生柔性行间除草装置参数优化试验,通过单因素试验和多因素旋转正交旋转组合试验设计,阐述分析了各试验因素对株间和行间除草装置除草性能评价指标的影响规律,建立了除草性能指标与试验因素间回归数学模型,获得了装置最优工作参数组合。当射流式株间除草装置工作参数组合为前进速度0.30m/s、喷嘴出口压力1.50MPa时,除草率为92.78%;当仿生柔性行间除草装置最优工作参数组合为:前进速度0.67m/s、入土深度47.07mm时,除草率为92.79%,伤苗率为1.53%。（6）射流式水田仿生中耕除草装置集成设计与田间验证试验集成配置了射流式水田仿生中耕除草装置,以装置前进速度为试验因素,除草率和伤苗率为评价指标,进行了田间作业性能验证试验。结果表明,该装置在前进速度0.4m/s时,平均除草率为91.88%、平均伤苗率为1.32%,可一次性完成行间和株间除草,除草率高,伤苗率低,作业质量满足水田中耕除草农艺和技术要求。
穆桂脂[2]（2021）在《仿垄式甘薯秧回收机粉碎抛送关键技术与装置研究》文中研究指明甘薯秧产量大,是良好的饲料,人工割秧清运劳动强度大、成本高,机械粉碎还田不但造成资源浪费而且易引起薯地病虫害传播,实现甘薯秧机械化粉碎回收作业是甘薯种植产业轻简化生产急需解决的难题。针对甘薯垄作种植,薯秧匍匐贴地生长、秧茎交错缠绕难以切割回收的问题,本文重点对单垄单行种植甘薯秧机械化收获中的切割粉碎、抛送回收关键技术进行了理论分析与试验研究,解决了垄形沟底薯秧难回收、薯秧粉碎质量差、抛送收集回落等技术问题,研究结果为实现甘薯秧高效粉碎回收机的开发提供理论基础与方法。主要研究内容与结果如下:（1）基于甘薯秧茎秆力学试验测定了其机械特性参数,采用直接测量和虚拟标定结合的方法获得了甘薯碎秧茎叶离散元仿真参数。利用万能试验机测试了典型品种甘薯秧的茎秆弹性模量、剪切模量和泊松比,分析了其含水率与剪切特性及收获时间的关系;通过直接测量法得到碎秧本征参数,利用Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验和Box-Behnken优化试验标定了甘薯碎秧颗粒间碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数等,为甘薯秧机械粉碎回收机构设计和碎秧离散元分析提供理论依据。（2）基于单垄单行的甘薯种植模式,提出了一种仿垄式甘薯秧回收粉碎抛送技术方案。依据垄作甘薯秧蔓生长状况,设计了垄形刀辊机构和抛送装置,采用Y型甩刀螺旋仿垄布置实现薯秧全垄切割粉碎,碎秧在抛送部件和气流共同作用下被收集到回收箱;通过分析甘薯秧切断、断秧随动、断秧切碎和碎秧抛送回收过程,建立了甘薯秧粉碎抛送动力学模型,确定了影响其粉碎和回收质量的主要因素为:刀辊转速、甩刀数量、离地间隙、机具前进速度、风机转速、风机叶片数及叶片倾角及输送管结构等。（3）为提高碎秧抛送回收率,通过CFD（Computational Fluid Dynamics）数值仿真分析,明确了关键装置参数对回收机内部流场影响规律。结果表明:回收机入口处的气流流速较低且平稳,从刀辊轴中心到甩刀刀尖逐渐增大,到风机轴向外侧速度继续增大,整体气流沿回收机壁面向上运动,利于甘薯碎秧输送;采用甩刀双螺旋排列、提高刀辊转速使粉碎室内气流高流速面积增大,随风机转速增加,回收机内平均流速逐渐增大,输送筒上壁面位置的风速较高,增加风机叶片数和叶片倾角使得抛送室内气流分布更均匀,但流速下降;确定了输送弯管的上壁面三段弧度结合、单一曲率半径收缩过渡、适宜的风机入口开度有助于提高抛送装置性能。（4）在分析碎秧颗粒群运动特性基础上,提出了一种气固两相耦合与台架试验融合的关键装置参数多目标优化方法。采用气固耦合法模拟碎秧颗粒群的抛送过程,分析了碎秧颗粒群运动规律;仿真对比确定甩刀双螺旋对称布置、较高的刀辊转速、适宜的风机转速、叶片数和叶片倾角有利于碎秧颗粒的抛送收集。三因素三水平中心组合仿真优化试验,构建抛送装置多目标优化预测模型并利用台架试验进行验证,得到当风机转速为880r/min,叶片数为3,叶片倾角为7°时,抛送装置比功耗为718m2/s2、甘薯秧回收率为92.79%、抛送速度为5.96m/s。对比试验表明抛送装置优化后比功耗降幅达到15.83%,甘薯秧回收率提高2.9%,抛送速度提高5.49%;抛送装置采用最优参数组合,甩刀采用双螺旋排列方式,离地间隙为30 mm,以刀辊转速、送秧速度、甩刀数量为试验因素,粉碎合格率、回收率和刀辊比功耗为优化指标,开展单因素试验及三因素五水平正交旋转组合试验,建立垄形刀辊机构优化预测模型,结果表明在刀辊转速为2100r/min、送秧速度为0.54m/s、甩刀数量为20的参数优化组合时,粉碎合格率为92.14%、回收率为93.01%、刀辊比功耗为2891.6m2/s2。（5）在抛送装置、垄形刀辊机构采用确定的最优结构参数,机器前进速度为0.54 m/s时,田间试验探究仿垄式甘薯秧回收机关键装置工作参数田间影响规律。采用中心组合试验方法获得影响因素与评价指标之间的回归模型,得出随着刀辊转速和离地间隙的减小甘薯秧的粉碎合格率升高,留茬高度降低,但伤薯率增加。回收率随着刀辊转速的增加先快速增长后缓慢增长,随离地间隙的减小而缓慢增加,随风机转速的增加而增加。离地间隙提高,风机转速适当降低,刀辊转速降低则含土率越低。得到在刀辊转速2000r/min、离地间隙19mm、风机转速为800r/min最优工作参数组合时,甘薯秧的粉碎合格率为91.48%、回收率为90.77%、留茬高度为49.7mm、伤薯率为0.28%、含土率为4.8%。
吴祥兵,赵杰亮[3]（2021）在《非圆截面变体头锥机构设计与运动仿真分析》文中指出设计具有变形能力的飞行器结构,通过主动改变其气动外形是提高空天飞行器飞行能力和环境自适应性的有效途径。本文提出了一种可实现单侧弯曲与多级伸展变形的空天飞行器非圆截面变体头锥机构设计方法,可独立进行头锥的多级伸展及弯曲运动,实现变体形式多样化;通过在伸展机构级间设计锁定装置,保证了头锥变形的展开稳定性。结合飞行工况,计算了头锥伸展过程中所受载荷及所需驱动力。头锥伸展及弯曲运动仿真结果论证了方案的可行性。在给定驱动模式下头锥机构的轴向最大伸展位移与体长比为0.43,伸展弯曲比可达3.5。通过分析变形过程的位移、速度及加速度变化规律发现,所设计的变体头锥机构可实现较好的运动特性和运动平稳性。
张贝[4]（2021）在《翼身融合高升阻比水下滑翔机多参数优化研究》文中进行了进一步梳理
黄新宇[5]（2021）在《一种滑阀式水力振荡器设计及动力分析》文中研究指明
张雨[6]（2021）在《海底隧道水力流态特性研究及工程应用》文中认为
陈帅挥[7]（2021）在《基于二自由度的潮湿原煤颗粒混沌振动筛的研究》文中进行了进一步梳理
陈雪聪[8]（2021）在《高压油泵配流阀流通特性数值仿真研究》文中研究说明作为高压共轨柴油机的的重要组成部件,高压油泵能否实现稳定、高效的供油将对整个柴油机的工作产生较大影响。由于其燃油压缩周期短、燃油流速大、阀芯的不断运动引起腔内压力波动,高压油泵内流场结构错综复杂。本文结合Fluent动网格技术,对供油泵工作过程进行了数值模拟仿真。主要工作内容如下:（1）建立了供油泵配流阀仿真计算所需的物理模型。基于牛顿第二定律分别建立进、出油阀阀芯的受力平衡方程,并以此编译阀芯运动的UDF程序,来模拟阀门的开启和闭合,实现了阀芯运动与流场变化的耦合。根据给定的凸轮型线,得出柱塞的运动速度,通过编译UDF程序实现了柱塞的往复运动。设置湍流模型、边界条件、网格更新方法、离散格式、松弛因子等,得到数值仿真模型。根据泵的理论流量验证了仿真模型的可行性。（2）分析了出油阀（球阀）、进油阀（锥阀）阀芯的运动规律,主要包括阀芯运动的位移、速度、加速度。分析了通流流量的变化、阀芯在工作过程中受到的瞬态液动力。分析了柱塞腔内流场与阀内流场的变化情况,探究了进油阶段出现射流附壁、脱离壁面等流动现象的成因。（3）探究了凸轮转速对高压油泵供油量、阀芯运动规律、内部流场与水力损失的影响。结果表明提高转速可以提高供油量,增大配流阀开度,但是会引起更加严重的阀芯滞后,增大水力损失。（4）最后研究了结构参数对供油泵通流特性的影响。主要包括阀芯弹簧的预紧力、刚度系数,阀芯的自重以及阀芯最大升程,得到了结构参数对阀芯受力与运动特性的影响,为阀组结构设计提供参考。
吉江[9]（2021）在《有阀线性压缩机单向阀组多参数影响规律研究》文中研究表明伴随着国家空间探测任务的发展战略,液氦温区深低温制冷系统是实现空间探测任务的基础。根据深空探测不同的需求,探测器工作所需的制冷温度差异也比较大。机械式制冷机技术的迅速崛起使得大量的制冷机在空间探测任务中扮演十分重要的角色。由线性压缩机驱动的氦工质Joule-Thomson（J-T）制冷机凭借着高效率、结构紧凑、高可靠性等诸多优势得到了广泛的应用。而有阀线性压缩机则是在线性压缩机吸排气孔处设置一组进排气阀,通过阀片的单向截止作用,将工质的交变流动状态转换为单向流动。同时利用单向阀片力的平衡方程建立高低压力差,使得整个系统达到一定的压比,满足JT节流制冷对压比的需求。作为线性压缩机中的关键部件,对于单向阀结构参数、表面应力、运动特性等的研究对有阀线性压缩机性能和可靠性的提升尤为重要。据此,本文开展了以下研究工作:系统地阐述了线性压缩机和气阀的国内外研究状况,对基于计算机技术的有限元仿真方法进行了概述。并从线性压缩机和气阀的基本结构,工作原理以及气阀的基本要求等方面进行了介绍。作为有阀线性压缩机的关键部件,气阀设计的好坏对压缩机的输出特性起到了决定性的作用。首先,理论分析了流经气阀的阻力损失的来源以及影响压力损失大小的主要因素,从气阀升程和阀孔直径两方面展开对阀座流通面积和阀隙流通面积的研究。模拟计算了阀片不同升程和阀孔尺寸下,流经气阀的阻力损失,并通过静力学分析了气阀升程对其表面应力分布产生的影响。实验研究了不同气阀升程和阀孔直径对流经气阀的压力损失的影响。结果表明,合理的阀片升程下,压缩机压力损失降低了36.4%,与理论分析和模拟计算得到的规律保持一致。得到在设计气阀时,应合理考虑气阀升程和阀孔直径,尽可能增加气阀的流通面积,提高吸排气效率的结论。为了研究压缩机热力过程中流体工质压力的变化以及气阀的运动情况,本文基于气阀刚性体特征建立了流固耦合计算模型。实现了对压缩机热力过程的流固耦合求解计算,获得了循环过程中压缩机气缸内的压力、质量流率、气阀表面压差以及气阀位移的变化情况。并且通过实验验证了压缩机循环流固耦合模型能够完整的模拟压缩机工作过程的热力循环过程。流固耦合方法的建立为揭示气体流动和气阀运动耦合关系的求解以及合理的气阀结构设计提供了依据和方法。基于流固耦合计算得到的气阀表面压力变化情况,运用瞬态动力学计算了阀片在打开和关闭过程中的位移和速度随时间的变化情况。依据计算得到的阀片位移随时间的变化曲线,可以判断阀片在启闭过程中与升程限制器的碰撞反弹过程以及阀片是否处于非正常工作状态。通过分析不同刚度的阀片其运动特性曲线的差异,得出了从减小阀片颤振、改善阀片延时关闭现象、降低吸气过程气体回流损失、提高吸气进气量等方面考虑,本文研究的阀片的刚度应设置在478.7N/m左右的结论。搭建了气阀刚度对压缩机性能影响规律探究的实验台,发现刚度为478.7N/m的进气阀片在相同的条件下可以达到较大的压比和流量。其在表面压差作用下,能够迅速打开并及时关闭,具有较好的压缩机输出性能,与模拟分析的结论一致。
高天禹[10]（2021）在《仿生织构对BW-250型泥浆泵活塞的性能影响研究》文中指出往复式泥浆泵广泛应用于能源钻探、工程建设和农业生产等领域。活塞是泥浆泵实现介质泵送的核心部件,也是泥浆泵最重要的易损件。当泥浆泵在石油钻井、地质勘探、泥浆输送和河道疏浚等工程中使用时,恶劣的工况条件会造成泥浆泵活塞缺乏润滑、摩擦磨损严重,也会使活塞-缸套摩擦副温度急剧升高,进而导致泥浆泵活塞过早失效、使用寿命骤降。泥浆泵活塞的摩擦磨损性能和使用寿命直接影响泥浆泵的稳定性、安全性和作业效率。频繁的活塞更换耗费大量的人力物力,停泵也会严重影响勘探开采工程、城市基础建设和农业生产活动等。因此,如何提高活塞-缸套摩擦副的摩擦磨损性能,降低其工作温度并延长活塞的使用寿命是泥浆泵亟待解决的问题。为了解决上述问题,本文首先基于蚯蚓和水蛭的体表结构,在BW-250型泥浆泵的标准活塞表面设计并加工了仿生圆柱坑织构阵列,以求达到减小活塞摩擦力、减轻活塞表面磨损、降低活塞-缸套摩擦副工作温度以及改善活塞表面润滑条件的目标。然后分别从仿生织构活塞的摩擦力、磨损量、润滑油膜和热成像等方面开展了相关研究。最后进行仿生织构活塞的有限元分析和现场试验,并对其加工工艺进行改进。本文的主要研究内容与获得的研究成果如下:1、仿生原型观察和仿生织构活塞制备:选取所处环境与泥浆泵活塞工况相似的蚯蚓和水蛭为仿生原型,综合使用体视显微镜和扫描电镜,分别对蚯蚓背孔和水蛭凹坑的形态结构以及分布特征进行观察。观察结果显示,蚯蚓背孔呈现出规则的排状分布特征,水蛭凹坑的分布特征为直线排式和三角阵列相结合。通过黏液分泌,两者的坑状结构均可以减小各自的摩擦阻力。本文受到蚯蚓和水蛭体表结构和分布特征的启发,在BW-250型泥浆泵的活塞橡胶皮碗表面上设计了仿生圆柱坑织构阵列。在不改变标准活塞原有结构尺寸的基础上,通过机械加工的方式制备仿生织构活塞。2、仿生织构活塞摩擦试验:基于BW-250型泥浆泵泵体内的活塞-缸套摩擦副,设计并搭建了活塞摩擦力试验台。根据试验设计方法制定了活塞的摩擦力试验方案,并完成了27组全面正交试验。摩擦力试验曲线表明,活塞的摩擦力在试验设备运行21 min后逐渐稳定,且活塞逆向行程的摩擦力相比于正向行程较大。摩擦力均值和减阻率的计算结果表明,无论逆向行程还是正向行程,仿生织构活塞的摩擦力均值都小于标准活塞,减阻率均在10%以上。逆向行程和正向行程的摩擦力均值都随着织构半径的增大先减后增,且在r=0.75 mm时最小;随着织构密度的增大而减小,且在α=10°时最小;随着织构深度的变化无显着规律;随着面积比的增大而减小。3、仿生织构活塞磨损、润滑和热成像试验:磨损试验结果表明,仿生织构活塞的磨损量均比标准活塞小,磨损性能最优的仿生织构活塞参数为:r=0.75 mm、α=10°且h=0.5mm。标准活塞表面存在明显的犁沟、撕裂、啃伤和三体磨损样貌,而仿生织构活塞可以补充润滑、储存磨粒、改善润滑条件、减轻磨损程度。热成像试验结果表明,试验设备运行40 min以后温度逐渐稳定,此时仿生织构活塞的平均温度值小于标准活塞。油膜观测试验结果表明,仿生织构活塞的油膜长度和油膜厚度均高于标准活塞。4、仿生织构活塞有限元分析:建立了活塞-缸套摩擦副模型,活塞的模拟分析结果表明,活塞形变和接触压力均呈环形分布,自上而下逐级递减。与标准活塞相比,仿生织构活塞的最大形变量均有减小;最大接触压力有增有减、变化不大。仿生织构活塞缓解了活塞形变和应力集中的现象。建立了润滑油流体域模型,润滑油的有限元分析结果表明,仿生圆柱坑织构可以截断流线,降低流速,改善界面润滑条件,降低活塞摩擦力。仿生织构活塞的油膜平均压强明显增大,油膜承载能力显着提高。5、仿生织构活塞现场试验与加工工艺改进:泥浆泵现场试验结果表明,仿生织构活塞的磨损率显着减小,缸套温度明显降低,在延长活塞使用寿命的同时还减轻了缸套磨损。本文改进了仿生织构活塞的加工工艺,设计并开发了仿生织构活塞模具。
二、往复式水下动力工具的运动特性分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、往复式水下动力工具的运动特性分析（论文提纲范文）
（1）基于水射流的水田仿生中耕除草装置机理与试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 引言 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 水稻种植分布与产量 |
| 1.3 水田机械除草国内外研究现状 |
| 1.3.1 国内外水田机械除草机研究现状 |
| 1.3.2 国内外行间除草装置研究现状 |
| 1.3.3 国内外株间除草装置研究现状 |
| 1.3.4 仿生学在农业机械设计中的应用 |
| 1.3.5 射流技术在农业上应用研究现状 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2 水田植物和土壤物理参数测定 |
| 2.1 水田植物基础物理参数测定 |
| 2.1.1 试验材料选定 |
| 2.1.2 水田植物生长特性 |
| 2.1.3 水田植物几何尺寸 |
| 2.1.4 力学特性测定 |
| 2.2 水田土壤基础物理参数测定 |
| 2.2.1 试验材料选定 |
| 2.2.2 物理特性测定 |
| 2.2.3 力学特性测定 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 射流式株间除草装置关键部件设计与机理分析 |
| 3.1 射流式株间除草装置设计及工作原理 |
| 3.1.1 设计要求 |
| 3.1.2 总体结构及工作原理 |
| 3.2 关键部件结构设计与分析 |
| 3.2.1 水田株间除草作业条件 |
| 3.2.2 射流倾角 |
| 3.2.3 喷嘴直径 |
| 3.3 水射流除草原理理论分析 |
| 3.3.1 水射流对土体表面作用力 |
| 3.3.2 淹没水射流沿程压力分布 |
| 3.3.3 淹没水射流冲蚀下土壤表面压力分布 |
| 3.3.4 水田土壤抗冲蚀临界破坏压力 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 仿生柔性行间除草装置设计与分析 |
| 4.1 稻鸭农法与鸭子生物学特征 |
| 4.2 仿生原型分析 |
| 4.2.1 稻田鸭脚掌游水运动机理分析 |
| 4.2.2 检测方法与检测平台 |
| 4.2.3 鸭脚掌游水高速摄像观测试验结果与分析 |
| 4.2.4 鸭脚掌宏观形态分析 |
| 4.3 仿生柔性行间除草装置设计 |
| 4.3.1 整体结构和工作原理 |
| 4.3.2 仿生柔性行间除草轮设计 |
| 4.3.3 仿生柔性行间除草轮其他参数确定 |
| 4.3.4 单铰链仿形机构设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 射流式株间除草装置作业性能数值模拟 |
| 5.1 有限元仿真软件LS-DYNA |
| 5.1.1 LS-DYNA软件介绍 |
| 5.1.2 LS-DYNA在农机研究中应用 |
| 5.1.3 算法的选择 |
| 5.1.4 控制方程与控制条件 |
| 5.2 有限元仿真模型建立 |
| 5.2.1 喷嘴有限元模型建立 |
| 5.2.2 水-土壤多物质复合模型建立 |
| 5.3 射流-水-土壤流固耦合虚拟仿真过程 |
| 5.4 LS-DYNA虚拟仿真试验设计与结果分析 |
| 5.4.1 仿真试验设计 |
| 5.4.2 仿真试验评价指标 |
| 5.4.3 试验结果分析与优化 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 株间与行间水田除草装置台架性能试验 |
| 6.1 试验材料与方法 |
| 6.1.1 试验仪器与设备 |
| 6.1.2 试验因素与指标 |
| 6.1.3 试验内容与方法 |
| 6.2 射流式株间除草装置台架试验 |
| 6.2.1 水稻根系抗冲断极限水压试验 |
| 6.2.2 单因素试验 |
| 6.2.3 多因素试验 |
| 6.3 仿生柔性行间除草装置台架试验 |
| 6.3.1 单因素试验 |
| 6.3.2 多因素试验 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 整机集成设计与田间验证试验 |
| 7.1 整机结构配置与工作原理 |
| 7.1.1 整机结构 |
| 7.1.2 整机其余部件选型配置 |
| 7.1.3 工作原理 |
| 7.2 机架总成模态分析 |
| 7.3 田间性能试验 |
| 7.3.1 材料与条件 |
| 7.3.2 试验设计 |
| 7.3.3 试验结果 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
（2）仿垄式甘薯秧回收机粉碎抛送关键技术与装置研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 秸秆粉碎抛送研究现状 |
| 1.2.2 甘薯秧处理机械研究现状 |
| 1.2.3 物料特性研究现状 |
| 1.2.4 气固两相流数值模拟研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 研究方法与技术路线 |
| 2 甘薯秧茎秆机械特性和离散元仿真参数测量与标定 |
| 2.1 收获期甘薯秧生长特性 |
| 2.2 甘薯秧茎秆机械特性测量 |
| 2.2.1 实验样品采集 |
| 2.2.2 甘薯秧含水率测定 |
| 2.2.3 甘薯秧剪切试验 |
| 2.3 碎秧离散元仿真参数测量与标定 |
| 2.3.1 碎秧本征参数测量 |
| 2.3.2 碎秧接触参数测量 |
| 2.3.3 碎秧颗粒堆积仿真 |
| 2.3.4 参数标定试验 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 关键装置设计 |
| 3.1 甘薯种植模式 |
| 3.2 仿垄式甘薯秧回收机粉碎抛送技术总体方案 |
| 3.2.1 农机农艺要求 |
| 3.2.2 总体结构与工作原理 |
| 3.3 垄形刀辊机构设计与动力学建模 |
| 3.3.1 垄形刀辊机构设计 |
| 3.3.2 甘薯秧切割粉碎动力学建模 |
| 3.3.3 最小刀辊转速 |
| 3.4 抛送装置设计与动力学建模 |
| 3.4.1 碎秧颗粒群的悬浮速度 |
| 3.4.2 抛送装置设计 |
| 3.4.3 碎秧抛送过程动力学建模 |
| 3.4.4 碎秧回收过程动力学建模 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 关键装置参数对回收机内部流场影响规律 |
| 4.1 CFD数值计算模型 |
| 4.1.1 流体动力学控制方程 |
| 4.1.2 数值计算模型 |
| 4.1.3 流体计算区域和网格 |
| 4.2 流场分布特征分析 |
| 4.2.1 观测面标定 |
| 4.2.2 流场分布特征 |
| 4.3 垄形刀辊机构参数对粉碎室内流场影响规律 |
| 4.3.1 粉碎室内流场速度分析 |
| 4.3.2 甩刀排列方式对粉碎室内流场影响规律 |
| 4.3.3 刀辊转速对粉碎室内流场影响规律 |
| 4.4 风机工作参数及结构对抛送室内流场影响规律 |
| 4.4.1 风机转速对回收机内空气流动的影响 |
| 4.4.2 风机叶片数对抛送装置的影响 |
| 4.4.3 叶片后倾角对抛送装置的影响 |
| 4.5 输送管参数对输送管内流场影响规律 |
| 4.5.1 弯管弧度 |
| 4.5.2 弯管收缩曲线 |
| 4.5.3 风机入口开度 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于碎秧颗粒群运动特性分析的关键装置参数多目标优化 |
| 5.1 碎秧颗粒群运动特性分析 |
| 5.1.1 气固耦合基本理论 |
| 5.1.2 气固耦合参数设置 |
| 5.1.3 碎秧颗粒群运动规律 |
| 5.1.4 垄形刀辊结构和工作参数对颗粒运动规律影响 |
| 5.1.5 风机转速和结构参数对颗粒运动规律影响 |
| 5.2 基于CFD-DEM抛送装置参数优化仿真试验 |
| 5.2.1 抛送装置优化预测模型 |
| 5.2.2 试验结果与显着性分析 |
| 5.2.3 抛送装置参数优化 |
| 5.2.4 抛送装置最优参数组合试验台试验验证 |
| 5.3 垄形刀辊机构参数多目标优化 |
| 5.3.1 试验设计 |
| 5.3.2 单因素试验 |
| 5.3.3 多目标优化试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 田间试验 |
| 6.1 试验条件 |
| 6.2 试验指标与测试方法 |
| 6.3 试验设计方案与回归模型建立 |
| 6.3.1 试验设计方案 |
| 6.3.2 回归模型建立 |
| 6.3.3 回归模型方差分析 |
| 6.3.4 各因素对作业指标的影响 |
| 6.4 参数优化与试验验证 |
| 6.4.1 参数优化 |
| 6.4.2 试验验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要研究结论 |
| 7.2 研究创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间主要成果 |
（3）非圆截面变体头锥机构设计与运动仿真分析（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1 变体头锥机构设计 |
| 1.1 头锥变体机构原理设计 |
| 1.2 锁定装置设计 |
| 1.3 分节外壳 |
| 2 变体头锥的典型载荷工况分析 |
| 2.1 头锥y方向气动载荷 |
| 2.2 头锥机构沿z方向气动载荷 |
| 2.3 传动机构受力分析 |
| 2.4 锁定销轴最小直径 |
| 3 头锥机构运动仿真 |
| 3.1 伸展变形仿真分析 |
| 3.2 弯曲变形仿真分析 |
| 3.3 伸展变形驱动力分析 |
| 4 结 论 |
（8）高压油泵配流阀流通特性数值仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 高压共轨技术的发展 |
| 1.3.2 动网格技术的发展 |
| 1.3.3 泵阀规律与阀内流场 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 2 数值仿真原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数值模拟方法 |
| 2.2.1 计算流体力学基本控制方程 |
| 2.2.2 控制方程离散方法 |
| 2.3 CFD计算软件介绍 |
| 2.4 Fluent动网格技术简介 |
| 2.4.1 动网格基本理论 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 转子式高压油泵数理模型及验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 工作原理 |
| 3.2.1 进油阶段 |
| 3.2.2 泵油阶段 |
| 3.3 几何模型 |
| 3.4 计算域网格划分 |
| 3.5 动网格模型构建 |
| 3.5.1 运动件UDF |
| 3.5.2 网格更新方法 |
| 3.6 边界条件及介质属性定义 |
| 3.7 计算模型的验证 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 柱塞泵配流阀流场特性仿真研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 出油阀阀芯运动规律分析 |
| 4.3 泵油阶段流场分析 |
| 4.3.1 泵油阶段压力场分析 |
| 4.3.2 泵油阶段速度场分析 |
| 4.4 进油阀阀芯运动规律分析 |
| 4.5 进油阶段流场分析 |
| 4.5.1 进油阶段压力场分析 |
| 4.5.2 进油阶段速度场分析 |
| 4.6 泵运行转速影响分析 |
| 4.6.1 泵运行转速与出油阀阀芯运动规律的关系 |
| 4.6.2 泵运行转速对泵油阶段流场的影响 |
| 4.6.3 泵运行转速与进油阀阀芯运动规律的关系 |
| 4.6.4 泵运行转速对进油阶段流场的影响 |
| 4.6.5 泵运行转速对水力损失的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 阀组结构参数影响规律研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 弹簧刚度和弹簧预紧力 |
| 5.2.1 出油阀弹簧刚度和弹簧预紧力 |
| 5.2.2 进油阀弹簧刚度和弹簧预紧力 |
| 5.3 阀芯质量 |
| 5.3.1 出油阀阀芯质量 |
| 5.3.2 进油阀阀芯质量 |
| 5.4 阀芯最大升程 |
| 5.4.1 出油阀最大升程 |
| 5.4.2 进油阀最大升程 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 文章总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 附录 阀芯运动 UDF 代码 |
| 致谢 |
（9）有阀线性压缩机单向阀组多参数影响规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.1.1 压缩机气阀的应用 |
| 1.1.2 气阀面临的研究难点 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 线性压缩机国内外研究概况 |
| 1.2.2 线性压缩机气阀的国内外研究概况 |
| 1.2.3 有限元方法的发展概况 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 第2章 线性压缩机和气阀的结构与工作原理 |
| 2.1 线性压缩机的基本结构与工作原理 |
| 2.1.1 线性压缩机的基本结构 |
| 2.1.2 线性压缩机的工作原理 |
| 2.1.3 压缩机的主要性能参数 |
| 2.2 气阀的基本结构与工作原理 |
| 2.2.1 气阀的基本结构 |
| 2.2.2 气阀的工作原理 |
| 2.2.3 气阀的基本要求 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 气阀压力损失的研究 |
| 3.1 气阀对压力损失影响的理论分析 |
| 3.1.1 流经气阀的压力损失 |
| 3.1.2 气阀的通流面积 |
| 3.1.3 气阀升程的选取 |
| 3.2 流经气阀的阻力损失的有限元仿真 |
| 3.2.1 仿真计算模型和边界条件的设置 |
| 3.2.2 气阀升程模拟结果分析 |
| 3.2.3 阀孔尺寸模拟结果分析 |
| 3.3 气阀表面应力分析 |
| 3.3.1 结构静力学分析基础 |
| 3.3.2 材料属性设定 |
| 3.3.3 载荷及约束的施加 |
| 3.3.4 气阀静力学计算结果 |
| 3.3.5 网格无关性验证 |
| 3.4 气阀压力损失的实验研究 |
| 3.4.1 测试系统及误差分析 |
| 3.4.2 气阀升程的影响分析 |
| 3.4.3 阀孔流通直径的影响分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于气阀刚性体的流固耦合研究 |
| 4.1 流固耦合方法介绍 |
| 4.1.1 有限元分析理论 |
| 4.1.2 流场控制方程 |
| 4.1.3 结构场控制方程 |
| 4.1.4 网格划分技术 |
| 4.2 压缩机热力学与气阀动力学的流固耦合模拟 |
| 4.2.1 流固耦合计算模型 |
| 4.2.2 边界条件的处理 |
| 4.2.3 流固耦合计算结果分析 |
| 4.3 流固耦合方法的实验验证 |
| 4.3.1 气缸内的变化 |
| 4.3.2 气阀表面的压力分布 |
| 4.3.3 压缩机的质量流量 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 气阀动力学研究 |
| 5.1 气阀运动特性研究 |
| 5.1.1 气阀动力学分析基础 |
| 5.1.2 网格划分与单元选择 |
| 5.1.3 接触关系的处理 |
| 5.2 气阀动力学计算结果分析 |
| 5.2.1 阀片启闭过程的运动特性分析 |
| 5.2.2 气阀刚度对阀片运动特性的影响 |
| 5.3 实验结果分析 |
| 5.3.1 气阀的刚度 |
| 5.3.2 气阀刚度的影响分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（10）仿生织构对BW-250型泥浆泵活塞的性能影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 仿生摩擦学研究进展 |
| 1.2.1 仿生减阻研究进展 |
| 1.2.2 仿生耐磨研究进展 |
| 1.2.3 仿生润滑研究进展 |
| 1.3 表面织构(纹理)研究进展 |
| 1.3.1 表面织构(纹理)的种类 |
| 1.3.2 表面织构加工方法 |
| 1.4 往复式泥浆泵概述 |
| 1.4.1 往复式泥浆泵的用途及分类 |
| 1.4.2 往复式泥浆泵的型号及特点 |
| 1.4.3 往复式泥浆泵的结构及参数 |
| 1.4.4 往复式泥浆泵的发展现状 |
| 1.5 泥浆泵活塞概述 |
| 1.5.1 泥浆泵活塞型号及尺寸 |
| 1.5.2 泥浆泵活塞各部分名称及作用 |
| 1.5.3 泥浆泵活塞结构 |
| 1.5.4 泥浆泵活塞材料和成型工艺 |
| 1.5.5 泥浆泵活塞研究现状 |
| 1.6 主要研究内容 |
| 第2章 泥浆泵工作原理及活塞表面织构设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 泥浆泵工作原理 |
| 2.3 泥浆泵工况对活塞的影响 |
| 2.3.1 输送介质 |
| 2.3.2 泵压泵速 |
| 2.3.3 摩擦热 |
| 2.4 活塞表面织构设计 |
| 2.4.1 仿生原型 |
| 2.4.2 活塞表面织构设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 仿生织构活塞摩擦试验 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验部分 |
| 3.2.1 摩擦力试验台 |
| 3.2.2 摩擦力试验方法 |
| 3.2.3 摩擦力试验方案 |
| 3.3 试验结果与讨论 |
| 3.3.1 摩擦力试验结果 |
| 3.3.2 r、α和 h对活塞逆向摩擦力均值F_-的影响规律 |
| 3.3.3 r、α和 h对活塞正向摩擦力均值F_+的影响规律 |
| 3.3.4 面积比对摩擦力均值的影响规律 |
| 3.3.5 活塞-缸套摩擦副模型及摩擦磨损机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 仿生织构活塞磨损、热成像和润滑试验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 活塞磨损试验 |
| 4.2.1 磨损试验方案和方法 |
| 4.2.2 磨损试验结果及分析 |
| 4.2.3 活塞表面磨损样貌观测 |
| 4.3 热成像试验结果与讨论 |
| 4.3.1 热成像设备简介 |
| 4.3.2 热成像试验结果及分析 |
| 4.4 润滑油膜试验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 仿生织构活塞有限元分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 有限元分析预处理 |
| 5.2.1 有限元分析方法及软件简介 |
| 5.2.2 活塞-缸套摩擦副建模 |
| 5.2.3 边界条件及载荷设置 |
| 5.3 模拟结果 |
| 5.3.1 形变模拟结果及分析讨论 |
| 5.3.2 等效应力模拟结果及分析讨论 |
| 5.3.3 接触压力模拟结果及分析讨论 |
| 5.3.4 润滑油膜模拟结果及分析讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 仿生织构活塞现场试验与加工工艺研发 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 现场试验设备及方法 |
| 6.3 现场试验结果与讨论 |
| 6.3.1 磨损试验结果 |
| 6.3.2 热成像试验结果 |
| 6.3.3 寿命试验结果 |
| 6.4 仿生织构活塞加工工艺研发 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 主要工作与结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
四、往复式水下动力工具的运动特性分析（论文参考文献）
- [1]基于水射流的水田仿生中耕除草装置机理与试验研究[D]. 闫东伟. 东北农业大学, 2021
- [2]仿垄式甘薯秧回收机粉碎抛送关键技术与装置研究[D]. 穆桂脂. 山东农业大学, 2021
- [3]非圆截面变体头锥机构设计与运动仿真分析[J]. 吴祥兵,赵杰亮. 宇航学报, 2021(07)
- [4]翼身融合高升阻比水下滑翔机多参数优化研究[D]. 张贝. 江苏科技大学, 2021
- [5]一种滑阀式水力振荡器设计及动力分析[D]. 黄新宇. 长江大学, 2021
- [6]海底隧道水力流态特性研究及工程应用[D]. 张雨. 北京交通大学, 2021
- [7]基于二自由度的潮湿原煤颗粒混沌振动筛的研究[D]. 陈帅挥. 长江大学, 2021
- [8]高压油泵配流阀流通特性数值仿真研究[D]. 陈雪聪. 中北大学, 2021(09)
- [9]有阀线性压缩机单向阀组多参数影响规律研究[D]. 吉江. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2021(01)
- [10]仿生织构对BW-250型泥浆泵活塞的性能影响研究[D]. 高天禹. 吉林大学, 2021