论文目录 | |
| 摘要 | 第1-7页 |
| Abstract | 第7-16页 |
| 第1章 绪论 | 第16-46页 |
| 1.1 土壤表面微形貌加工作业方式 | 第16-26页 |
| 1.1.1 旱作农业对水土保持技术的需求 | 第16-18页 |
| 1.1.2 土壤表面微形貌加工在水土保持技术中的作用 | 第18-20页 |
| 1.1.3 土壤表面微形貌加工对农业生产产生的经济效益 | 第20-22页 |
| 1.1.4 实现土壤表面微形貌加工的主要机具 | 第22-25页 |
| 1.1.5 凸齿镇压器在土壤表面微形貌加工作业过程中存在的问题 | 第25-26页 |
| 1.2 工程仿生在农机具触土部件减阻增效优化中的应用 | 第26-32页 |
| 1.2.1 农机具触土部件传统减阻技术 | 第26页 |
| 1.2.2 农机具触土部件仿生减阻技术 | 第26-32页 |
| 1.3 逆向工程技术在几何结构仿生中的作用 | 第32-39页 |
| 1.3.1 宏观尺度动物肢体的点云获取方法 | 第33-34页 |
| 1.3.2 介观尺度几何特征动物肢体的点云获取方法 | 第34-37页 |
| 1.3.3 计算机视觉在几何结构特征量化分析中的应用 | 第37-39页 |
| 1.4 机具触土部件与土壤相互作用的研究方法 | 第39-43页 |
| 1.4.1 传统方法 | 第39-40页 |
| 1.4.2 现代有限元方法 | 第40-43页 |
| 1.5 课题来源及本研究工作主要内容 | 第43-46页 |
| 1.5.1 课题来源 | 第43页 |
| 1.5.2 本研究工作主要内容 | 第43-46页 |
| 第2章 臭蜣螂前足胫节端齿的计算机视觉分析 | 第46-60页 |
| 2.1 引言 | 第46页 |
| 2.2 原理与方法 | 第46-53页 |
| 2.2.1 仿生对象样品制备 | 第46-47页 |
| 2.2.2 形态学数字图像处理 | 第47-50页 |
| 2.2.3 基于阈值分割识别边缘 | 第50-51页 |
| 2.2.4 最小二乘法拟合曲线的数学基础 | 第51-53页 |
| 2.3 结果与讨论 | 第53-58页 |
| 2.3.1 形态学数字图像处理结果 | 第53-54页 |
| 2.3.2 外缘轮廓检测结果 | 第54-55页 |
| 2.3.3 外缘轮廓曲线拟合结果 | 第55-57页 |
| 2.3.4 二阶导数及曲率分析 | 第57-58页 |
| 2.4 本章小结 | 第58-60页 |
| 第3章 凸齿镇压器工作的运动学及动力学分析 | 第60-74页 |
| 3.1 引言 | 第60页 |
| 3.2 凸齿镇压器运动的基本假设及阶段划分 | 第60-61页 |
| 3.2.1 运动基本假设 | 第60页 |
| 3.2.2 运动阶段划分 | 第60-61页 |
| 3.3 凸齿镇压器提升阶段运动学分析 | 第61-64页 |
| 3.3.1 角速度及角加速度求解 | 第61-63页 |
| 3.3.2 质心绝对加速度求解 | 第63-64页 |
| 3.4 凸齿镇压器冲压阶段运动学分析 | 第64-67页 |
| 3.4.1 角速度及角加速度求解 | 第64-66页 |
| 3.4.2 质心绝对加速度求解 | 第66-67页 |
| 3.5 凸齿镇压器所需牵引力的计算 | 第67-69页 |
| 3.6 凸齿镇压器冲击力的计算 | 第69-71页 |
| 3.7 凸齿镇压器冲击能的计算 | 第71-72页 |
| 3.8 本章小结 | 第72-74页 |
| 第4章 凸齿镇压器与土壤相互作用的有限元模型建立及分析 | 第74-98页 |
| 4.1 引言 | 第74-75页 |
| 4.2 原理与方法 | 第75-84页 |
| 4.2.1 土壤本构模型与强度理论 | 第75-76页 |
| 4.2.2 不同网格更新方法的描述 | 第76-78页 |
| 4.2.3 ALE 自适应网格划分方法的机理 | 第78-80页 |
| 4.2.4 有限元分析过程中的非线性来源 | 第80-81页 |
| 4.2.5 ABAQUS/Explicit 求解器的算法描述 | 第81页 |
| 4.2.6 模型尺寸描述 | 第81-82页 |
| 4.2.7 模型网格描述 | 第82-83页 |
| 4.2.8 土壤模型的参数 | 第83-84页 |
| 4.2.9 加载幅值定义 | 第84页 |
| 4.2.10 模型运行环境 | 第84页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第84-95页 |
| 4.3.1 ALE 自适应网格的有效性验证 | 第84-85页 |
| 4.3.2 不同侧向边界距离对分析结果的影响 | 第85-87页 |
| 4.3.3 不同网格密度对分析结果的影响 | 第87-88页 |
| 4.3.4 凸齿镇压器外缘点旋轮线求解及运动学分析 | 第88-91页 |
| 4.3.5 土壤在凸齿镇压器作用下的流动变形格式 | 第91-95页 |
| 4.4 本章小结 | 第95-98页 |
| 第5章 基于土槽的牵引力测试平台及有限元结果试验验证 | 第98-114页 |
| 5.1 引言 | 第98页 |
| 5.2 材料与方法 | 第98-108页 |
| 5.2.1 数据采集系统的基本组成 | 第98-99页 |
| 5.2.2 拉力传感器 | 第99-101页 |
| 5.2.3 传感器放大器 | 第101页 |
| 5.2.4 数据采集卡 | 第101-103页 |
| 5.2.5 测试系统的软件设计 | 第103-104页 |
| 5.2.6 凸齿镇压器的牵引试验测试平台 | 第104-105页 |
| 5.2.7 室内土槽试验环境 | 第105-106页 |
| 5.2.8 土槽内土壤特性 | 第106-107页 |
| 5.2.9 凸齿镇压器与土槽台车的连接方式 | 第107-108页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第108-112页 |
| 5.3.1 拉力传感器标定 | 第108-109页 |
| 5.3.2 牵引力测试稳定性 | 第109-110页 |
| 5.3.3 有限元方法与土槽牵引试验测试牵引力的比较 | 第110-111页 |
| 5.3.4 有限元方法与土槽牵引试验获取的微坑形貌比较 | 第111-112页 |
| 5.4 本章小结 | 第112-114页 |
| 第6章 机具作业条件对凸齿镇压器作业效果的影响 | 第114-130页 |
| 6.1 引言 | 第114页 |
| 6.2 材料与方法 | 第114-117页 |
| 6.2.1 载荷影响的边界条件设定 | 第115-116页 |
| 6.2.2 沉降量影响的边界条件设定 | 第116页 |
| 6.2.3 速度影响的边界条件设定 | 第116页 |
| 6.2.4 加速度的影响边界条件设定 | 第116-117页 |
| 6.3 结果与讨论 | 第117-128页 |
| 6.3.1 载荷的影响 | 第117-119页 |
| 6.3.2 沉降量的影响 | 第119-121页 |
| 6.3.3 速度的影响 | 第121-125页 |
| 6.3.4 加速度的影响 | 第125-128页 |
| 6.4 本章小结 | 第128-130页 |
| 第7章 将 UHWWPE 材料应用于凸齿镇压器的优势 | 第130-144页 |
| 7.1 引言 | 第130-131页 |
| 7.2 原理与方法 | 第131-134页 |
| 7.2.1 模态分析模型建立 | 第131-133页 |
| 7.2.2 模态分析运动微分方程 | 第133-134页 |
| 7.3 结果与讨论 | 第134-141页 |
| 7.3.1 铸铁材料凸齿镇压器的模态分析 | 第134-135页 |
| 7.3.2 UHMWPE—铸铁组合材料滚动部件的模态分析 | 第135-136页 |
| 7.3.3 两种滚动部件的振幅比较 | 第136-139页 |
| 7.3.4 改变界面摩擦因数对凸齿镇压器作业效果的影响 | 第139-141页 |
| 7.4 本章小结 | 第141-144页 |
| 第8章 仿生几何结构对凸齿镇压器的优化 | 第144-166页 |
| 8.1 引言 | 第144页 |
| 8.2 材料与方法 | 第144-150页 |
| 8.2.1 仿生原型的选择及仿生依据 | 第144-145页 |
| 8.2.2 凸齿的加工过程 | 第145-147页 |
| 8.2.3 凸齿的尺寸描述 | 第147-149页 |
| 8.2.4 牵引力的测量方法 | 第149页 |
| 8.2.5 微坑尺寸的测量方法 | 第149-150页 |
| 8.3 结果与讨论 | 第150-163页 |
| 8.3.1 凸齿所加工的微坑形貌 | 第150-151页 |
| 8.3.2 凸齿镇压器作业所需牵引力对比 | 第151-152页 |
| 8.3.3 凸齿镇压器所加工微坑深度对比 | 第152-153页 |
| 8.3.4 凸齿镇压器所加工微坑蓄水容量对比 | 第153-154页 |
| 8.3.5 结合几何特征分析仿生凸齿的减阻机理 | 第154-156页 |
| 8.3.6 结合有限元方法分析仿生凸齿的减阻机理 | 第156-163页 |
| 8.4 本章小结 | 第163-166页 |
| 第9章 总结与展望 | 第166-172页 |
| 9.1 主要结论 | 第166-170页 |
| 9.2 创新点 | 第170-171页 |
| 9.3 研究展望 | 第171-172页 |
| 参考文献 | 第172-186页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及参加科研项目情况 | 第186-188页 |
| 致谢 | 第188-192页 |
| 导师及作者简介 | 第192-205页 |
