玉米秸秆切割过程的非线性数值模拟与仿真试验

【摘要】：应用Solidworks软件建立玉米秸秆—切割刀片参数化模型,借助LS-DYNA971非线性有限元软件模拟切割刀片切割玉米秸秆的过程。玉米秸秆切割的有限元数值模拟能降低试验成本和缩短试验时间,可视化数值模拟过程可为玉米秸秆收获机械的设计提供理论参考。利用参数化模型特点,通过改变玉米秸秆直径大小、秸秆含水率、切割方式和刀片刀端线速度进行正交仿真试验。结果表明:对切割力来说,含水率对其影响最显著,其它影响依次为:秸秆直径、切割方式、刀片刀端线速度;对切割功耗来说,含水率影响最显著,其次分别为:秸秆直径、刀片刀端线速度、切割方式。经正交综合平衡法分析可知:当刀片刀端线速度为28 m·s-1,采取滑切方式,玉米秸秆含水率、直径分别为45%、26 mm时为最优。玉米秸秆—切割刀片动力学可视化数值模拟仿真模型的构建和分析,对玉米秸秆收获机械设计具有重要的参考价值。 【作者单位】： 甘肃农业大学工学院;新疆农业大学机械工程学院;
【关键词】： 玉米秸秆 切割 数值模拟 模型 仿真试验
【基金】：“十二五”国家科技支撑计划项目“西北绿洲农牧循环技术集成与示范”(2012BAD14B10)
【分类号】：S225.51
【正文快照】： 近年来,随着中国玉米种植面积不断扩大,玉米秸秆年产量高达约2.5×1012 kg[1-2]。玉米秸秆含有丰富的营养成分,是牲畜的主要粗饲料,还是一种优良的生物资源,亦可作为循环农业的重要有机能源。然而目前中国大部分地方焚烧秸秆,这样不仅造成了环境污染,同时也浪费了大量可利用资

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