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波纹表面接触土壤颗粒动态响应仿真分析
  • ISSN号:1000-1298
  • 期刊名称:《农业机械学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB17[生物学—生物工程;一般工业技术] Q811.6[生物学—生物工程]
  • 作者机构:[1]吉林大学机械科学与工程学院,长春130025, [2]吉林建筑工程学院,长春130118, [3]吉林大学工程仿生教育部重点实验室,长春130025
  • 相关基金:国家自然科学基金重点资助项目(50635030)、高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20110061120050)、吉林省科技发展计划资助项目(201101024)和工程仿生教育部重点实验室开放基金资助项目(K201005)
中文摘要:

为揭示波纹表面的降阻机制,以蚯蚓体表为研究对象,应用离散单元法对接触土壤颗粒动态响应进行仿真分析。仿真得出:波纹表面接触的土壤颗粒运动过程微观可分为“分散-团聚-分散”3个阶段,宏观表现为土壤与波纹试样之间形成孔隙;波纹表面接触颗粒的X向位移与试样的前进方向一致,呈线性增加,平均位移为60.33mm,Y向速度随着波纹表面的凹凸起伏呈正弦变化、产生微震,且大于光滑表面接触颗粒振幅,波纹表面接触颗粒和波纹的接触位置直接决定受力的大小和方向。分析表明:波纹表面接触颗粒的运动幅度和频率大于光滑表面,颗粒产生微震,且波纹表面与土壤间存在孔隙,从而使得接触面积减小、阻力降低。

英文摘要:

The earthworm's surface was selected as the object to study the mechanism of resistance reduction of wavy surface, and discrete element method (DEM) was used to simulate the dynamic response of the contact soil particle with wavy surface. The results of simulation showed that the contact time was shorter when the particle contacted with wavy surface, and the particle separated at 1.0 s. Macroscopic showed that the porosity was formed between the wavy sample and soil particle. X direction displacement of the contact particle was increased linearly and in the same direction, the average displacement was 60.33 mm. Y direction velocity was changed with the concave-convex of the wavy surface like sinusoidal variation, and generated microseism, the amplitude of the wavy surface was bigger than the smooth surface~ Contact position directly determined the size and direction of the contact force. Analysis showed that the amplitude and frequency of the contact particle with wavy surface was greater than smooth surface. The results can supply the reference to design the bionic wavy surface.

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期刊信息
  • 《农业机械学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
  • 主编:任露泉
  • 地址:北京德胜门外北沙滩一号6号信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:njxb@caams.org.cn
  • 电话:010-64882610 64867367
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1298
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1964/S
  • 邮发代号:2-363
  • 获奖情况:
  • 荣获中国科协优秀期刊二等奖,1997~2000年连续4年获中国科协择优资金,被列入中国期刊方阵,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42884