吉林大学学报(工学版) ›› 2009, Vol. 39 ›› Issue (05): 1218-1223.

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部件复杂表面影响土壤扰动行为的离散元宏细观分析

张锐1,2,李建桥1,李因武1,刘子斌3,陈斌1   

  1. 1.吉林大学 工程仿生教育部重点实验室 长春 130022;2.中国科学技术大学 力学和机械工程系 合肥 230027;3.西北农林科技大学 农学院,陕西 杨陵 712100
  • 收稿日期:2007-09-16 出版日期:2009-09-01 发布日期:2009-09-01
  • 通讯作者: 张锐(1975-),男,副教授,博士.研究方向:数值计算.Email:zhangrui@jlu.edu.cn E-mail:zhangrui@jlu.edu.cn
  • 作者简介:张锐(1975-),男,副教授,博士.研究方向:数值计算.Email:zhangrui@jlu.edu.cn
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(50175045,10472114,50805064);吉林省科技发展计划项目(20080146);教育部科学技术研究重点项目(107035);2006年度中国科学院王宽诚博士后工作奖励基金项目;2008年度吉林大学“985工程”研究生创新计划项目(20080203).

DEM macroscopic and mesoscopic analysis in disturbed behavior of soil acted by part with complex surface

ZHANG Rui1, 2, |LI Jian-qiao1, |LI Yin-wu1, |LIU Zi-bin3,CHEN Bin1   

  1. 1.Key Laboratory of Bionic Engineering, Ministry of Education, Jilin University, Changchun 130022, China; |2.Department of Modern Mechanics, University of Science and Technology of China, Hefei 230027, China; |3.College of Agriculture, Northwest A&F University, Yangling 712100, China
  • Received:2007-09-16 Online:2009-09-01 Published:2009-09-01

摘要:

       通过分析毛管水形成液桥对土壤微观力学结构的影响,引入并行约束来表征土壤颗粒间液桥的黏性作用,建立了土壤颗粒接触非线性力学模型,并对波纹形复杂表面推土板前端土壤的动态扰动行为进行了离散元宏细观模拟。结果表明,离散元模拟不仅准确再现了实验分析中复杂表面结构对土壤动态扰动行为影响的研究结果,而且从土壤颗粒运动以及土块破碎等细观角度准确分析了触土部件复杂表面对土壤动态扰动行为的影响因素和机理。

关键词: 农业工程, 土壤动态扰动行为, 离散单元法, 非线性力学模型, 宏细观模拟, 波纹形表面

Abstract:

ased on the effects of liquid bridges formed by the capillary water on the micromechanical structure of soil, a nonlinear mechanical model of contact between soil particles was established by introducing parallel bonds which can represent the cohesive actions of liquid bridges between soil particles. The dynamic disturbed behavior of soil, which was subject to the bulldozing plate with a complex wavy surface, were simulated by discrete element method (DEM) from the macroscopic and the mesoscopic aspects. The DEM simulations reappear the qualitative and the quantitative results by laboratory test accurately. Moreover, from the mesocopic analyses by DEM, including the soil particle motion and the soil clump fracture, the influencing factors and the mechanism on the dynamic behavior resulted from the complex surface of the soiltouching part were given accurately.

Key words: agricultural engineering, dynamic disturbed behavior of soil, distinct element method (DEM), nonlinear mechanical model, macroscopic and mesoscopic simulation, wavy surface

中图分类号: 

  • S152.9
[1] 王扬, 王晓梅, 陈泽仁, 于建群. 基于离散元法的玉米籽粒建模[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1537-1547.
[2] 贾洪雷, 王万鹏, 陈志, 庄健, 王文君, 刘慧力. 基于土壤坚实度的仿形弹性镇压辊镇压力实时测量方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1169-1175.
[3] 陈东辉, 吕建华, 龙刚, 张宇晨, 常志勇. 基于ADAMS的半悬挂式农业机组静侧翻稳定性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1176-1183.
[4] 王扬, 吕凤妍, 徐天月, 于建群. 大豆籽粒形状和尺寸分析及其建模[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 507-517.
[5] 贾洪雷, 郑嘉鑫, 袁洪方, 郭明卓, 王文君, 于路路. 大豆播种机双V型筑沟器设计与试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(1): 323-331.
[6] 肖志锋, 乐建波, 吴南星, 刘相东. 操作压力对过热蒸汽流化床干燥的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(4): 1375-1380.
[7] 张金波,佟金,马云海. 仿生肋条结构表面深松铲刃的磨料磨损特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(1): 174-180.
[8] 齐龙, 谭祖庭, 马旭, 陈国锐, 谢俊锋, 邝健霞. 气动振动式匀种装置工作参数的优化及试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(6): 1684-1691.
[9] 齐龙, 廖文强, 马旭, 林建衡, 区志行, 詹志勋. 水田小型除草机器人平台控制系统设计与测试[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(04): 991-996.
[10] 翟治芬, 严昌荣, 张建华, 张燕卿, 刘爽. 基于蚁群算法和支持向量机的节水灌溉技术优选[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(04): 997-1003.
[11] 张强, 于路路, 贾洪雷. 拖拉机用装卸装置的设计与试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2012, 42(增刊1): 108-112.
[12] 周德义, 王子佳, 张丹丹, 吴冠军, 周晗宇. 新型玉米收获机的秸秆处理装置[J]. 吉林大学学报(工学版), 2012, 42(增刊1): 113-116.
[13] 张强, 张璐, 刘宪军, 于路路, 贾洪雷. 基于有限元法的仿生钩形深松铲耕作阻力[J]. 吉林大学学报(工学版), 2012, 42(增刊1): 117-121.
[14] 王增辉, 黄东岩, 李卓识, 贾洪雷, 万宝成. 工作参数对旋耕碎茬通用刀片功率消耗的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2012, 42(增刊1): 122-125.
[15] 王建林, 杨印生, 王学玲. 基于可拓数据挖掘的黄河三角洲土地利用评价[J]. 吉林大学学报(工学版), 2012, 42(增刊1): 479-483.
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