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双圆盘式刈割压扁机切割系统研究（硕士学位论文），共115页。
【摘要】 为了有效地减少苜蓿收获环节的损失,提高草产品质量,论文基于苜蓿植株基本特性以及双圆盘式旋转割草机的特点,研发了适合我国苜蓿种植特点的倾置刀盘和异形割刀并存的双圆盘式旋转切割器,并研究了切割器周围的流场对苜蓿植株运动产生的影响。主要研究成果包括：(1)分析了苜蓿植株的结构特点、力学特性以及割刀与苜蓿植株的切割关系,研究了切割系统切割条件。从苜蓿植株茎秆和叶片的形态特点和微观结构入手,建立了苜蓿植株、茎秆和叶片的物理模型；对首蓿植株茎秆的力学特性进行整理和试验验证,总结出了苜蓿植株茎秆的基本力学特性参数；研究不同切割方式对切割阻力和能耗造成的影响,提出了削切是最佳切割方式；研究了苜蓿无支撑切割条件,即最低切割速度要求为30m/s,最佳取值在65-80m/s之间；模拟了相邻刀盘割刀实际重叠区域形成过程,提出了重叠区域宽度设计要求。(2)为了满足切割条件,论文在分析了双圆盘式旋转切割器结构的基础上,提出了异形割刀和倾置刀盘结合的结构设计方案。根据复数矢量理论探寻割刀扭角与刀盘倾角的最佳取值区域,根据平面向量理论讨论两者之间的相互作用关系,提出了异形割刀扭角和刀盘倾角关系的作用指标。切割器具体参数为：刀盘直径530mm,转速2170r/min,割刀伸出长度60mm,理论重叠区域宽度25mm,异形割刀扭转角度为8°,刀盘倾角范围0-8。。(3)为了分析气流对苜蓿植株产生的影响,论文利用计算流体力学软件(CFD)对切割器周围的流场进行模拟分析,结果表明：气流对苜蓿植株产生的流场力与植株重力在同一个数量级,对苜蓿植株的运动有较大影响。其中,滚筒周围流场对苜蓿植株的作用一方面体现在竖直方向的“升举作用”,另一方面体现在圆周方向的“弯曲作用”；异形割刀周围的流场对苜蓿植株的影响一方面是瞬时强动能,另一方面是稳定长时间的弱作用。并提出了在流场作用下的苜蓿植株运动模型,得出了苜蓿植株的运动状态和受力情况。滚筒周围区域压力场的模拟结果与经验公式计算结果数值相符。(4)进行了双圆盘式刈割压扁机切割系统田间试验。利用9GYZ-1.2型自走式苜蓿刈割压扁机对设计的切割系统和传统切割系统进行了对比试验,结果表明：设计的切割系统作业时的碎草率远低于传统切割系统,同时基于论文切割系统研发的9GYZ-1.2型自走式苜蓿刈割压扁机的各项性能指标均达到或优于国家标准要求。
【关键词】 切割系统； 苜蓿； 旋转切割器； 割刀； CFD；

目录
第一章绪论 1
1.1问题的提出 1
1.2国内外旋转割草机发展和研究现状 6
1.3国内外旋转切割器发展和研究现状 8
1.4选题的目的和意义 9
1.5主要研究内容 10
1.6研究方法和技术路线 11
第二章切割系统切割条件研究 13
2.1苜蓿植株属性 13
2. 2苜蓿力学特性试验 19
2. 3无支撑切割条件 27
2. 4切割基本条件 31
2.5本章小结 32
第三章结构设计及理论模型研究 35
3.1切割器单元及其特点 35
3.2切割器结构设计 36
3. 3植株运动模型 40
3. 4割刀运动模型 44
3. 5切割器参数分析 46
3.6本章小结 50
第四章切割器流场仿真研究 53
4.1概述 53
4.2流场模拟 53
4. 3模拟结果分析 60
4.4本章小结 68
第五章植株运动模型优化 71
5.1植株在割刀周围流场作用下的运动 71
5. 2植株在滚筒周围流场作用下的运动 77
5. 3本章小结 82
第六章田间试验 83
6.1碎草试验 83
6.2田间性能试验 87
6. 3本章小结 89
第七章结论和建议 91
7.1主要研究结论 91
7.2创新内容 93
7. 3存在问题和建议 93
参考文献 95
賴 101
作者简介 103

第一章绪论
1.1问题的提出
1.1.1苜蓿概况
苜蓿是我国分布面积最广,栽培历史最悠久的优良牧草。苜猜家族中最著名的是紫花苜猜(Medicago sativaL.),从近东和东亚引进的一种多年生草本植物,苜猜在我国种植最早的记录是公元前119年,张赛出使西域带回了苜猜种植,最初在长安(西安)种植,目的是为了喂养引进的战马,到明朝时,已在中原和华北得到推广,到2010年,我国的苜猜种植面积约6400万亩,主要分布在黄河流域、西北地区等14个省区。在西北地区,苜猜种植主要以丘陵山地为主,属于我国典型的梯田种植模式,大多地块狭小;在黄河流域,苜猜种植多为一家一户的种植模式。
直到近两年国家对苜稽种植的政策扶持,开始大量出现以公司或合作社的模式开展大面积连片的苜猜种植方式,但是总体来说,我国首猜种植仍然是小地块种植为主,一家一户种植模式是我国苜猜种植的国情[14]。
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