摘要：为确定南疆枣园切根抚育作业工艺,测定了枣园土壤含水率、坚实度、孔隙度、容重、粒径分布等物理参数,统计了枣园待切根区的根系聚集深度、土壤含根量等,确定了切根区位置为距树干750 mm和切根作业深度应在0~200 mm范围内可调的农业技术要求。研究结果表明,根土复合体具有各向异性,取样角θ为0°、45°、90°时,根土复合体抗剪强度T关系为T0°45°90°。为分析根土复合体产生各向异性现象的原因,采用扫描电镜(SEM)获取了根土复合体在不同取样方向上的微观结构图像,通过PCAS软件处理并获取了根土复合体微观结构参数。将根土复合体的宏观图像、微观图像、微观结构参数、抗剪强度参数结合,定性和定量分析了根土复合体产生各向异性的原因及规律,得到微观结构参数与抗剪切强度相关性由强到弱依次为孔隙概率熵、孔隙形态分维数、颗粒形状系数、孔隙形状系数、颗粒概率熵、颗粒形态分维数。根据研究结果提出根土复合体抗剪强度测定时,环刀应垂直于耕作过程产生的实际剪切发生面方向取样。本研究可为枣园切根抚育机具设计和研发提供理论依据,为土壤耕作类部件优化设计、耕作类部件与土壤相互作用关系等研究提供参考。

摘要：目的探究阿拉尔耕地沙土与65Mn的摩擦学行为,为高速犁结构设计、优化和材料选择提供理论基础。方法采用摩擦磨损试验机,选择土壤含水率、平均粒径、载荷、转速和摩擦时间等5个参数进行单因素多水平试验,研究沙土对65Mn的摩擦行为,并对各因素水平下金属磨损形貌进行分析。结果随着含水率的增加,土壤黏附力和润滑水膜的厚度增大,摩擦因数减小,磨损量呈二阶抛物线规律;随着平均粒径的增加,微观接触面积减小,摩擦因数、磨损量与粒径呈负相关;随着载荷的增加,磨料挤压嵌入金属表面,使得微观切削量增加,摩擦因数呈小幅上升趋势,磨损量呈大幅上升趋势;随着转速的增加,摩擦因数、磨损量变化较缓和;随着摩擦时间的增加,因热量的累积,摩擦因数和磨损量呈上升趋势,土壤与金属的摩擦逐渐演变为土壤之间的摩擦。分析磨损形貌发现,65Mn金属磨损表面始终伴随着磨料磨损造成的犁沟、疲劳和剥落,还发现了腐蚀磨损造成的裂纹,表面金属材料被腐蚀成金属盐结晶体,2种形式的磨损交互影响,加剧了65Mn的磨损。结论方差分析表明,与土壤含水率、载荷、转速相比,平均粒径和摩擦时间对沙土与65Mn的摩擦因数的影响较大,平均粒径对65Mn的磨损的影响最大。