基于切割过程仿真模拟梯度材料自磨锐割刀的制备与试验

发布时间：2025-05-01 13:47

　　中国现代化离不开农业农村现代化,现代农机装备是实现我国农业农村现代化的重要基础,而关键零部件核心材料制备与加工技术是制约我国现代农机装备发展的重要因素,其中割刀作为作物收获机械的关键零部件,直接影响到整机的工作效率和作业效果。目前国产割刀材料制备及加工工艺与国外相比仍存在较大差距,研制新型自磨锐割刀,提高国产农作物收获机械的工作可靠性,已成为我国实施乡村振兴战略、实现农业农村现代化亟需解决的难题。基于此,本文采用真空复合轧制与稀土催渗碳氮硼共渗两种工艺分别制备出旋转式割草机自磨锐割刀,并对两种梯度材料割刀的显微组织、硬度分布及摩擦磨损性能进行了检测与分析,利用ANSYS有限元分析软件,对割刀作业过程中刃具/茎秆的力学特性进行了仿真模拟,对割刀结构与运动参数进行了优化设计,并进行了田间试验验证,研究内容及结论如下:(1)以旋转式割草机为例,对无支撑割刀作业过程中的切割机制进行了计算机仿真模拟,研究了割刀结构参数及运动参数(刃口角、刃口曲率半径、切割速度、刀盘转速等)对切割力学特性的影响规律。结果表明,刃口曲率半径和刃口角是影响割刀锋锐性重要的结构参数,刃口钝化的割刀作业过程中,对茎秆的切割...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-2技术路线

本文以主要研究内容为基础,设计出本课题制备梯度材料自磨锐割刀的技术路线,如图1-2所示。王伟,宋月鹏,许令峰,高东升,李法德,宋占华,耿晓阳.真空复合轧制硬度梯度材料的显微组织及硬度分布[J].材料热处理学报,2018(9),第一作者.

图2-1真空复合轧制多层金属梯度材料试验现场图

真空复合轧制多层金属梯度材料是由河北钢铁总院提供的真空复合轧制机轧制而成,试验现场如图2-1所示。2.1.3制备工艺步骤

图2-2熔模铸造试验图

本试验中切割刀具基体材料是由山东省泰安市宁阳环宇机械加工有限公司提供的铸造设备制备,试验制备设备如图2-2所示。2.2.3基体材料制备步骤

图2-3渗罐示意图

(4)割刀封装:割刀按组埋入配制好的碳氮硼共渗剂中一起装入渗罐。渗罐底层先均匀撒入厚度约为10mm的共渗剂,再将割刀均匀的排布于渗罐中,共渗剂填充并掩埋割刀,割刀之间、割刀与渗罐内壁距离最小为25mm,最后用旧渗剂充满渗罐,盖上渗罐盖,采用水玻璃泥封口,如图2-3所示。(5)....

本文编号：4042383