摘要：针对减小平面铲板切削倾角和加装水平铲刀2种方式,对平面铲板结构进行改进,并将2种方式得到的铲板分别视为简单铲板和复杂铲板。引入不同铲板结构刃缘相近的概念,使设计的3组简单铲板和复杂铲板具有相近刃缘前移距离,且平均前移距离分别为56.8,114.6和187.8 mm。以级配土为切削对象,采用自行设计的切削装置对3组铲板分别在30,60和90 mm这3种不同切削深度下进行土壤切削阻力对比试验。研究结果表明:有4组试验的简单铲板结构切削阻力小于复杂铲板结构的切削阻力,另有4组试验的2种铲板结构切削阻力基本接近,仅有1组试验的简单铲板结构切削阻力相对偏大。因此,在铲板切削刃缘相近的条件下,对于只考虑切削阻力的土壤切削过程,采用简单铲板结构代替复杂铲板结构是工程实际中有效可行的办法。

摘要：为解决山药、牛蒡等长根茎果实收获难、效率低的难题,设计了一种新型山药收获机,巧妙地模拟考古挖掘的方式,提出了采用去除山药根茎两侧土壤、取其中央的挖掘方法来进行总体机构的设计;根据山药的种植特点和垄沟结构尺寸,确定山药收获机的基本参数;通过运动学和动力学分析,依据土壤切削阻力理论,提出了切削阻力和功率消耗的确定方法,并根据相关农艺要求给出了链刀的切削阻力F1=1 158.3 N,螺旋刀片的切削阻力F2=199.26 N,为收获机具体设计阶段强度校核和安全性、可行性分析提供了重要依据。

摘要：以杨树苗为对象,研究了条接条嫁接砧木苗的切削力学特性,为树苗嫁接机器人切苗机构的设计提供理论依据。实验表明:切削阻力在进入砧木初期迅速增大,在切深2mm左右达到最大,以后逐渐减小;切削阻力在试验条件下小于300N。最大切削阻力随切削速度增加而减小,切削速度每增加1mm/min,最大切削阻力减小0.00275N;最大切削阻力随砧木直径增加而增加,砧木直径每增加1mm,最大切削阻力增加16.095N。

摘要：将离散单元与有限元藕合,创建了斗轮取料机挖掘阻力时间历程仿真试验模型。考虑料堆物料特性、铲斗形状与含水率等因素,对取料过程进行了模拟分析。得到挖掘切削阻力随时间变化的历程曲线。揭示了取料阻力历经的三个阶段与物料填充状态。各阻力分量的时间历程曲线与相关测试结果吻合,模拟铲斗容积、阻力系数与设计相符。研究成果为斗轮取料机的动力学分析、疲劳寿命预测提供了有价值的信息资料。

摘要：为探寻切削性能优良的仿生原型,探索不同仿生触土部件之间切削性能的差异,定义了仿生曲线的切削角,设计了7种仿生推土铲,并采用有限元法对比了各种推土铲水平方向的切削阻力,研究了在切削角为(60~90)°,工作深度分别为30mm、60mm、90mm条件下的切削阻力规律。研究结果表明:(1)大多数推土铲的切削阻力随切削角的减小逐渐递减,少数仿生推土铲切削阻力随切削角的减小先减小后增大;(2)在不同的工作深度下,各推土铲切削阻力随切削角的变化规律不同,切削性能最佳的仿生原型也不相同;(3)推土铲触土面准线曲率半径对切削阻力有重要影响,为获得较为理想的减阻效果,推土铲触土面准线曲率半径应随工作深度的增大而增大。研究对于触土部件的高效节能设计具有较重要的参考价值。

摘要：为了揭示盾构刀具切削混凝土材料时的阻力大小及变化规律,研究Holmquist-Johnson-Cook动态本构模型(HJC模型)参数的确定方法,并据此对混凝土受切削破坏过程进行数值模拟.设计室内混凝土试块切削试验,根据试验结果对HJC模型参数进行修正,进一步计算分析切削速度与切削深度对切削阻力的影响.研究表明,基于HJC模型的数值计算结果可基本反映盾构刀具切削混凝土的阻力大小及变化规律;刀具在切入混凝土表面时,法向切削阻力的波动幅度较大,在切削接近试块自由面时会出现剩余材料整块脱落、切削力骤降为0的现象,该过程在数值模拟中相对平缓;在相同条件下,率效应参数主要影响法向切削阻力的波动幅度,损伤参数则同时影响法向切削阻力的平均值与波动幅度;法向切削阻力随切削速度呈指数形式增加,随切削深度呈线性增加;HJC模型可反映混凝土压碎破坏与材料应变率间的关系及法向切削阻力随深度的线性叠加效应.

摘要：为研究满足苗木嫁接机要求的切削机构,设计了半旋转切削机构并优化其结构参数。选取桃、李、柑橘、葡萄和板栗五种嫁接幼苗作为试验对象,在模拟切削试验装置上进行了切削模拟试验。试验结果检验该半旋转切削机构的可行性及分析得出了影响切削阻力试验指标和切削成功率试验指标的主、次试验因素。研究表明影响苗木切削的因素:苗木平均直径、转速、滑切角分别与切削阻力和切削成功率的相关性。综合得出,该半旋转切削机构是可行的;苗木直径、转速和滑切角分别较大地影响切削阻力和切削成功率,苗木直径是主要影响因素,实行工厂化育苗来有效保证苗木直径大小和均匀性;转速调节范围50～60r/min,滑切角调整略大于30°。

摘要：小麦在生长过程中极易受到杂草的侵扰,造成产量下降和品质降低。传统的除草轮在切入土壤的过程中会受到较大的阻力,离开土壤时易产生土壤黏附现象,对除草效率产生不利的影响。为此,以栉孔扇贝瓣为仿生原型,对除草轮进行仿生设计,并利用有限元软件ABAQUS对除草轮与土壤的相互作用进行模拟分析,利用电子万能试验机对除草刀片与土壤的相互作用进行试验分析。研究结果表明:仿生除草轮与原始除草轮相比,可以有效降低除草作业时的阻力,减少土壤黏附现象,为除草轮的优化设计提供依据。

摘要：在机床数控化与自动化突飞猛进的情况下,迫切需要解决切屑处理、高频振动、降低动力消耗等问题.日本东芝钨公司就此研制了一种切削阻力较小的精密级刀片,为了降低成本,在刀片每边设计了两个小凹坑。这种刀片的特点是:①对各种被加工材料都具有较高的断屑功能,对切屑易拉长的表面渗碳钢等材料,也可获得稳定断屑的效果;②断屑槽形状为凹坑形,较之凸起形断屑槽,切削阻力可大幅度减低;③前角为5°,加上第二个特点的作用,切削阻力可比过去的刀片降低10%。

摘要：为给苗木嫁接机切削系统提供设计依据,研制了苗木切削试验台,并以桃树苗作为试验对象,苗的切削阻力和切断率作为目标进行切削试验.结果表明,苗木直径、转速、滑切角依次影响切削阻力大小,苗木直径与切削阻力呈平方关系;转速与切削阻力呈线性关系;滑切角与切削阻力亦呈线性关系;从试验数据分析得出,苗木最大切削阻力为 7.34 N;转速较大地影响切断率,转速大于 60 r/min 时,即刀片切削线速度大于 0.312 m/s,能保证苗木切断率不低于 99.4%.