基于能量平衡的设施蔬菜收获机拉拔切割过程力学特性分析

摘要：

为深入研究设施蔬菜收获机拉拔切割过程力学特性及其切割机理,该文以生菜根茎部为蔬菜收获机切割特例,自行设计和改造了一台可对切割力和刀具位移进行实时测量的蔬菜根茎部切割装置,并对处于拉拔状态下的生菜根茎部进行了切割试验.根据试验结果分析,将整个切割过程分为变形阶段、破裂阶段和切割阶段,并利用能量平衡理论分析了各个阶段能量之间的转化关系.利用指数函数对变形阶段切割力进行了数学拟合建模,误差在-5.3%~7.8%;利用能量法分析推导出了切割阶段的切割力数学模型,误差在-9.6%~8.2%;破裂阶段的切割力模型简化为直线减小.试验和模型所得切割力曲线得到了很好的吻合,证明了对生菜根茎部切割过程建模的正确性.研究结果表明:拉拔力有利于减小切割阶段的切割力,但过大的拉拔力容易导致切割断口不平齐、收获效果不佳.该研究结果有助于理解蔬菜根茎部切割特性及其切割机理,可为今后改进蔬菜切割装置提供参考.

关键词：机械化、切割、模型、生菜根茎、能量平衡理论、拉拔

所属期刊栏目：33

分类号：S225.92(农业机械及农具)

资助基金：国家重点研发计划2I001014201701

在线出版日期：2018-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：58-64