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2016年 7月 农 业 机 械 学 报 第 47卷 第 7期
doi:10.6041/j.issn.10001298.2016.07.012
深松土壤扰动行为的离散元仿真与试验
1,2 1 1 1 1,2
黄玉祥 杭程光 苑梦婵 汪博涛 朱瑞祥
(1.西北农林科技大学机械与电子工程学院,陕西杨凌 712100;2.陕西省农业装备工程研究中心,陕西杨凌 712100)
摘要:分析深松土壤的扰动行为是深入研究深松铲 土壤互作用规律的基础。采用离散元方法建立深松工作模型,结
合高速摄影技术及室内土槽试验,对比分析了不同位置深松土壤的微观运动及宏观扰动行为。结果表明,土壤的扰
动范围随土壤与深松铲之间距离的增大而减小;不同位置土壤的扰动范围由大到小依次为:浅层、中层、深层;在深松
范围内,土壤的运动速度随土壤与深松铲之间距离的增大而逐渐减小,等速度土壤颗粒的分布曲线与深松铲的铲柄
弧线基本吻合;不同深度土层土壤颗粒在不同方向上的平均运动速度为:在x方向上由大到小依次为浅层、中层、深
层,在y方向上由大到小依次为中层、浅层、深层,在z方向上由大到小依次为深层、中层、浅层;离散元仿真能够较准
确模拟深松土壤的扰动行为,仿真与试验获取的土壤扰动截面轮廓形状基本吻合,土壤膨松度、土壤扰动系数的仿真
值与试验值的相对误差分别为 1321%、1738%;地表土壤纵向堆积角的仿真值与试验值的相对误差为942%。
关键词:深松;土壤扰动;离散元;高速摄影;试验
中图分类号:S22219 文献标识码:A 文章编号:10001298(2016)07008009
DiscreteElementSimulationandExperimentonDisturbance
BehaviorofSubsoiling
1,2 1 1 1 1,2
HuangYuxiang HangChengguang YuanMengchan WangBotao ZhuRuixiang
(1.CollegeofMechanicalandElectricEngineering,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China
2.ShaanxiEngineeringResearchCenterforAgriculturalEquipment,Yangling,Shaanxi712100,China)
Abstract:Thestudyondisturbancebehaviorofsubsoilingisthebasistounderstandthesubsoiler soil
interactionlawdeeply.Aworkingmodelofsubsoilingwasestablishedbyusingdiscreteelementmethod.
Inaddition,withtheaidofhighspeedphotographytechniqueandtheindoorsoilbintest,themicro
movementandthemacrodisturbancebehaviorofthesoilatdifferentpositionswerecomparedand
analyzed.Theresultsshowedthat,thedisturbancerangeofsoilwasdecreasedwiththeincreasing
distancebetweenthesoilandthesubsoiler,andatdifferentlocations,thedisturbancerangefromlargeto
smallwastheshallowlayer
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