一、鞭式秸秆根茬切碎还田机的研制（论文文献综述）
牛国梁[1]（2021）在《机采棉立式秸秆粉碎还田机关键部件优化设计与试验》文中认为我国处理棉花秸秆主要采用秸秆沤制和就地焚烧的方式,存在效率低、劳动力大、成本高、严重污染环境等问题,秸秆粉碎还田机可以有效解决此类问题。现有的秸秆粉碎还田机存在稳定性差、粉碎质量不佳等问题。针对以上问题,设计了一种适用于新疆机采棉种植模式的立式秸秆粉碎还田机,本文主要是对其机架和粉碎装置的研究。设计了机架结构,为了避免共振发生,对机架进行了有限元和试验模态分析,完成了对机架的优化改进;设计了粉碎装置,并对其进行了静应力分析;对粉碎室内流场特性等方面进行了分析;以提高秸秆粉碎长度合格率和秸秆平均留茬高度为目标,对机具进行了工作参数优化。主要研究工作及结论如下:（1）实地调研棉花秸秆粉碎还田机作业环境,根据新疆机采棉种植模式、农业机械机架设计准则和机架设计的一般要求设计了一种机架。为了避免机具作业过程中产生共振而导致机架疲劳损坏导致粉碎效果降低等问题,运用ANSYS Workbench对机架进行了有限元模态分析,并对机架进行模态试验验证了有限元模态的准确性;通过分析机具作业过程中各零部件产生的振动频率,对机架进行优化改进;最后对机架进行了静应力分析,得出设计的机架符合设计要求。（2）对现有秸秆粉碎刀进行了理论分析、实地考察新疆棉花种植模式和棉花秸秆粉碎要求,设计了一种秸秆粉碎还田机粉碎装置;确定了粉碎刀的基本尺寸、大刀盘转速、小刀盘转速和回转半径;并对大小刀轴进行了模态分析和静力学分析,确定设计的粉碎装置的合理性。（3）使用Solid Works建立了机具粉碎室模型,利用Fluent对其进行了流场分析,再次验证了设计的机架结构入口处空气质量流量更高,促进流体流入;设计的粉碎刀排列方式使粉碎室内湍流动能更高,扭矩更小,提高剪切效率和湍流强度;粉碎刀盘与地面夹角为3°时更有利于流体流入粉碎室内,从而提高秸秆粉碎率。（4）根据秸秆粉碎还田机作业性能要求,确定以机具前进速度、大刀盘转速、刀尖离地间隙为试验因素,以秸秆留茬平均高度和粉碎长度合格率为试验指标,进行三因素三水平二次回归正交组合田间试验设计。利用Design-Expert V8.0.6.软件对试验结果进行响应曲面和显着性分析,得出最优作业参数组合,优化后的机具作业性能满足标准要求。研究结果可为提高机采棉立式秸秆粉碎还田机作业质量提供参考。
史乃煜[2]（2020）在《玉米原茬地免耕播种覆秸机残茬比例还田技术及装备研究》文中认为研究在现代农业产业技术体系建设专项资金项目（课题编号:GARS–04）和国家重点研发计划项目（课题编号:2018YFD0201004）的支持下,针对免耕覆秸种植模式下秸秆残茬全量覆盖还田导致播种期有效积温低、病虫害率增加和秸秆残茬资源利用率低等问题,开展了一种基于2BMFJ系列免耕播种机侧向清秸作业模式的秸秆残茬还田同步回收调比技术相关研究,旨在通过该技术改善土壤环境,以减少化肥、农药使用。通过研究清秸装置侧向抛撒秸秆残茬的工作原理与特点,利用秸秆残茬抛撒时具有的机械能,提出一种秸秆残茬还田同步回收调比技术方法与配套装置,采用理论分析、数字化虚拟样机设计与建模、计算机模拟仿真分析、高速摄像技术和试验研究等方法,对技术的关键点进行了深入研究,主要研究内容和结果包括:（1）玉米原茬地免耕精播覆秸机侧向秸秆残茬还田同步回收调比技术试验装置平台构建。对比了2BMFJ系列免耕播种机刚齿与弹齿式清秸装置的作业方式与原理,提出了一种平台构建方案,通过理论分析与数字化建模技术对清秸装置关键结构和零部件进行分析与设计,并结合三因素三水平正交试验法,探究验装置平台侧向抛撒秸秆残茬时,各参数对清秸质量和秸秆残茬抛撒状态的影响规律,试验结果表明:各因素对秸秆残茬清除率影响主次顺序为转速、作业速度、清秸弹齿偏角,其中转速与作业速度对秸秆残茬清除率影响极显着,清秸弹齿偏角影响不显着;各因素对秸秆残茬抛撒特性影响主次顺序为清秸弹齿偏角、转速、作业速度,其中清秸弹齿偏角和转速对覆秸宽度影响显着,作业速度影响不显着。（2）基于高速摄像技术的秸秆残茬动力学模型建立与分析。首先收集与整理东北地区标准垄的玉米原茬地秸秆残茬,对其基本物理参数进行测定,在此基础上对秸秆残茬在清秸弹齿上的运动过程和秸秆残茬脱离清秸弹齿后的侧向抛撒过程进行了深入研究,建立了秸秆残茬动力学模型,由模型可知:当清秸弹齿侧向抛撒秸秆残茬时,靠近齿杆端部秸秆残茬向外侧滑动,最终沿弹齿切线方向抛出,靠近内侧秸秆残茬与清秸弹齿保持相对静止,该分界点与清秸弹齿偏角、转速和清秸弹齿与秸秆残茬间的动摩擦因素有关。秸秆残茬脱离清秸弹齿后做抛体运动,在脱离瞬间,秸秆残茬受清秸弹齿绕轴旋转产生的离心力和清秸装置内部气流共同作用,对秸秆残茬在空中的抛撒过程进行建模分析,结合高速摄像技术与三因素五水平二次回归中心组合试验方法,对秸秆残茬侧向抛撒过程动力学模型进行修正。最后将修正的模型利用Matlab绘制秸秆残茬运动轨迹,并对秸秆残茬空间分布规律进行可视化处理与量化分析。根据秸秆残茬分布规律可看出:秸秆残茬抛撒高度随清秸弹齿绕轴转速的增加而增加;且过大的清秸弹齿偏角易造成秸秆残茬不便于脱离齿杆,回带到种床,降低清秸质量。根据秸秆残茬空间分布密度云图可以看出:在抛撒初期,大部分秸秆残茬都处于下侧,随抛撒过程的进行,秸秆残茬纵向高度逐渐增加,且空间纵向分布差异也随之显着。（3）秸秆残茬还田同步回收调比装置设计。基于秸秆残茬抛撒特性与分布规律,提出一种秸秆残茬还田同步回收调比技术方法与配套装置,利用秸秆残茬侧向抛撒时具有的机械能将部分秸秆残茬借势回收至回收箱内,设计一种秸秆残茬回收同步抛撒调控挡板,通过改变回收口面积调节秸秆残茬分流比例。利用模块化设计对装置各部分结构进行深入分析,在秸秆残茬空间分布云图的研究基础上,探究在抛撒调控挡板偏角和回收口面积不同参数组合下的秸秆残茬覆盖还田比例,在满足秸秆残茬回收比例不小于50%时,选取抛撒调控挡板偏角为45°;在不降低现有清秸装置作业质量的基础上,设计一种多连杆角度调控机构,通过理论建模与软件动态仿真分析探究该结构各部件参数对清秸弹齿偏角的影响规律;基于最速降线原理对抛撒调控挡板上的导流板曲率进行分析,构建了考虑摩擦阻力的最速降线模型,以此为基础对导流板进行设计,完成了秸秆残茬还田同步回收调比装置的初步设计。（4）基于计算机模拟仿真技术的秸秆残茬还田同步回收调比装置作业性能参数影响分析。通过计算机模拟仿真技术对清秸装置内部的流场特性、作业时清秸弹齿力学特性和秸秆残茬的抛撒特性进行分析,首先建立了清秸装置CFD数值计算模型,对其内部的流场压力与空气流动特性进行了相关研究。研究结果表明,在气压分布方面,随着清秸弹齿的运动,在清秸弹齿转动轴底部、抛撒调控挡板的回收口处产生低压区,在抛撒调控挡板下侧和清秸装置前方产生高压区,在空气流动方面,一部分空气随着清秸弹齿绕轴转动,另一部分通过抛撒调控挡板回收口流出,其余的空气在抛撒调控挡板影响下绕其表面流动。在此基础上探究清秸弹齿绕轴转速、作业速度、清秸弹齿偏角3个因素对清秸装置内部流场压力与空气流动特性的影响。研究结果表明,抛撒调控挡板回收口处空气流动速度在不同位置差异性较大,差异性主要受清秸弹齿绕轴转速和作业速度影响。通过离散元仿真分析对清秸弹齿切削土壤过程进行研究,结果表明,随着清秸弹齿运动,入土阻力呈现先增加后稳定最后递减的变化趋势。选取入土深度、机具作业速度、清秸弹齿作业速度为试验因素,通过正交试验方法探究各试验因素对切削载荷的影响规律。结果表明,各因素对清秸弹齿切削土壤载荷均值的影响主次顺序为:入土深度、清秸弹齿作业速度、机具作业速度。最后通过离散元仿真软件对清秸装置抛撒秸秆残茬的过程进行仿真分析,当抛撒调控挡板位置不变时,通过抛撒调控挡板端部回折角调整秸秆残茬抛撒至种床的覆盖宽度。仿真结果表明:秸秆残茬抛撒宽度与端部回折角呈现正相关变化趋势,当考虑设计对象为垄距65 cm配套的2行清秸装置,选取端部回折角为150°。（5）秸秆残茬还田同步回收调比装置田间试验与环境因素影响分析。通过田间试验探究秸秆残茬覆盖还田比例的相关参数影响规律,采用四因素五水平二次回归正交中心组合试验方法,研究得到不同秸秆残茬还田比例对应的最优参数组合。试验结果表明,基于侧向清秸免耕覆秸机械化种植模式提出的秸秆残茬还田同步回收调比装置,能够实现秸秆残茬覆盖还田比例的参数可调控。为了验证模型准确性,分别以理想秸秆残茬覆盖还田比例50%和70%为例,探究秸秆残茬还田调比装置对应的结构和作业参数。当参数组合为:清秸弹齿偏角21°、回收口面积1120 cm2、作业速度5 km/h、秸秆残茬覆盖量1.1 kg/m2时,秸秆残茬覆盖还田比例为52.3%;当参数组合为:清秸弹齿偏角21°、回收口面积890 cm2、作业速度8 km/h、秸秆残茬覆盖量1.1 kg/m2时,秸秆残茬覆盖还田比例为71.9%。对优化后的秸秆残茬还田同步回收调比装置进行环境因素影响分析,以环境自然风为单因素变量探究其对作业质量的影响规律。试验结果表明:不同环境风速与风向对秸秆残茬覆盖还田比例误差有显着影响,其中,对于环境风速,当秸秆残茬还田同步回收调比装置自南向北作业时,在风速不超过7.2 m/s条件下,秸秆残茬覆盖还田比例误差随环境自然风速呈增加的变化趋势,当自北向南作业时,则主要呈现先减小后增加的变化趋势,对于环境风向,当秸秆残茬还田同步回收调比装置自南向北作业时,秸秆残茬覆盖还田比例误差随环境自然风向呈先减小后增加的变化趋势,当自北向南作业时,则主要呈现先增加后减小的变化趋势。
祝英豪[3]（2020）在《秸秆还田旋埋刀辊作业机理及降耗研究》文中提出课题组研制的旋埋刀辊能够解决长江中下游多熟制稻作区高留茬秸秆在板结黏重土壤环境下还田时的缠堵问题,但刀辊在功耗,作业平稳性以及秸秆掩埋深度方面仍有待进一步提升,因此本文以降低旋埋刀辊作业功耗提升还田效果为目的,通过建立土壤旋耕功耗预测离散元模型,分析刀辊作业机理及刀具间土壤相互扰动对刀辊作业效果影响机制,获取提升刀辊作业性能的途径,并以此为基础对原有刀辊结构及刀具参数开展合理设计和优化,通过田间试验分析刀辊的地域适用性。主要研究如下:（1）基于离散元方法,构建稻板田旋耕功耗预测模型,以辅助旋埋刀辊功耗检测。根据连续3年对稻板田土壤含水率的监测,发现土壤含水率与其塑限接近,说明稻板田土壤塑性较差,结合土壤受载后的形变及破坏特点,选定Hertz Mindlin with Bonding颗粒接触模型表征稻板田土壤的粘结和破坏情况。根据旋耕作业形式的特殊性和旋埋刀辊的结构特点,沿幅宽方向缩小旋埋刀辊的尺度,在旋耕测试平台的辅助下,完成标定参照试验。在离散元软件中建立旋耕作业模型,采用等步长爬坡试验方法,通过步阶次序建立接触参数与功耗指标之间的函数关系,依据标定参照试验功耗值,确定了稻板田旋耕功耗预测模型的接触参数取值,完成模型的建立。为进一步验证该模型的适用性,在不同作业工况下对普通旋耕刀辊和旋埋刀辊开展误差对比试验,结果显示预测误差均值为6.65%,范围在3.63%～9.48%之间,结合方差分析说明稻板田旋耕功耗预测模型适用于不同旋耕刀辊及工况下的功耗预测;还原刀辊真实尺度的田间试验功耗预测误差均值为7.28%,范围在2.50%～12.81%之间,刀辊结构在缩放过程误差变化较小,说明模型能够准确反映旋埋刀辊在稻板田作业的功耗情况。（2）以旋埋刀辊的核心刀具螺旋横刀为主要研究对象,通过构建刀具的数学模型,分析旋切土壤和旋埋秸秆过程以揭示刀辊作业机理,为后续旋埋刀辊的优化设计提供理论依据。针对螺旋横刀旋切土壤过程,分析切土角和隙角随转角的动态变化规律,在常规作业工况下,动态参数变化范围为±3.37°～±9.02°。为避免作业过程中负隙角的出现,则静态隙角取值应大于9.02°;切土角对功耗影响的仿真试验研究表明,随静态切土角的增加,螺旋横刀作业功耗呈先降后增的趋势,当静态切土角在30°～40°之间时,作业功耗较小。为进一步分析功耗在整个作业行程的分配情况,将螺旋横刀旋切土壤过程分为切土区间和抛土区间,切垡末点为切抛分界点,基于旋耕功耗预测模型分析耕深、牵引速度和刀宽对切土功耗与抛土功耗的影响,仿真结果显示,切土功耗远大于抛土功耗,随着耕深、牵引速度和刀宽增加,切土功耗和抛土功耗均递增,而抛切功耗百分比的变化分别为递增、递减和变化不明显,说明耕深对切土功耗影响更显着,牵引速度对抛土功耗更显着,刀宽对两者影响程度相当。针对螺旋横刀旋埋秸秆过程,分别从秸秆纵面和横面两个方向分析刀具对秸秆的作用,揭示了螺旋横刀对秸秆镇压掩埋、揉搓混埋和抛土覆盖的旋埋还田原理,分析了秸秆直立和倒伏两个状态的受力情况,当刀刃滑切角小于刀刃与秸秆的摩擦角时,秸秆沿刀刃不侧向滑移,符合螺旋横刀的秸秆掩埋要求;根据滑切角随刀具旋转的动态变化方程可知,在常规作业工况下,滑切角的变化可以忽略不计,近似等于刀刃的静态滑切角;为研究滑切角对秸秆滑移的影响,开展了秸秆滑切土槽试验,试验结果验证了秸秆掩埋条件的正确性,并给出了秸秆与刀刃摩擦角的范围为25°～30°,从秸秆掩埋的角度说明了现有螺旋横刀静态滑切角参数的合理性;为研究滑切角对作业功耗的影响,开展功耗预测仿真试验,试验结果表明功耗随螺旋横刀静态滑切角的增加而递减,因此静态滑切角在满足秸秆掩埋的条件下,应取较大值。（3）对于多刀种组成的旋埋刀辊,通过研究内部不同刀种对土壤的扰动情况,揭示刀具之间对土壤的相互作用机制,为后续刀辊优化设计提供理论依据。在纵向,基于周向刀具分布,建立螺旋横刀与旋耕刀的纵向切土位置方程,分析两刀相对切土位置关系,通过分部建模方式将旋埋刀辊分为旋耕刀部分与螺旋横刀部分,并以滞后角为变量,功耗与相对磨损为指标,开展纵向切土位置对周向刀具间相互影响的研究。仿真结果表明,随滞后角增大,对于功耗,旋耕刀持续递减,螺旋横刀持续递增,旋埋刀辊先减至相对平稳状态后递增;对于相对磨损,旋耕刀持续递减,螺旋横刀持续递增,旋埋刀辊先减后增;相对磨损的变化规律与功耗类似,总体呈现功耗增大,相对磨损增高的趋势。当滞后角取值使螺旋横刀纵向切土位置与旋耕刀重合时,此时旋埋刀辊功耗处于较低水平。在横向,旋耕刀正切部和螺旋横刀均对土壤有轴流侧推作用,对旋埋刀辊、旋耕刀辊（旋埋刀辊的旋耕刀部分）和螺旋刀辊（旋埋刀辊的螺旋横刀部分）依次开展仿真试验,获取土壤颗粒运动情况及刀辊所受轴向力。依据土壤颗粒运动情况可知,切土阶段土壤轴流效应弱于抛土阶段,且3种刀辊对土壤的轴流侧推作用由强到弱依次为旋耕刀辊、螺旋刀辊、旋埋刀辊;在旋埋刀辊中,刀具的耦合作用使土壤的运动由内部螺旋横刀决定。依据刀辊所受轴向力可知,同一段旋埋刀辊内的旋耕刀与螺旋横刀旋向相反符合轴向力相互抵消的设计原理,但根据轴向力动态特性曲线的正弦波动情况,发现目前旋埋刀辊存在轴向力波动较大的现象,针对旋埋刀辊轴向排列,提出刀具对称布置的解决方案。（4）基于旋埋刀辊作业机理和刀具间土壤相互扰动对刀辊作业效果影响机制,以及前期试验中存在的问题,设计一种人字型旋埋刀辊。针对功耗较大的问题,将原有螺旋横刀的静态切土角由73°降至40°,刀宽由25mm增至35mm,刀宽增加用来弥补因切土角变小而损失的抛土宽度,维持原有的抛土覆盖性能;针对秸秆掩埋深度不足的问题,将原与螺旋横刀匹配使用的ⅠT245旋耕刀替换为ⅠT225旋耕刀,在相同旋耕深度的条件下,能够增加20mm的秸秆掩埋深度,同时在保证原有秸秆掩埋深度不变的条件下,通过减少不必要的旋耕耕深起到了减阻降耗作用;针对机具轴向力波动大,作业平稳性不足的问题,设计了人字型的刀具排布方式和相匹配的刀盘组件,刀辊两侧旋耕刀沿轴向间距相等,采用同向相继切土减阻方式,以增强刀辊作业性能;针对刀辊耕后存在轮辙及田边遗留未耕区域的问题,将刀辊作业幅宽由1850mm增加至2200mm,刀辊作业幅宽大于拖拉机后轮外缘间距,能有效增加耕整平整度,避免刀辊耕作范围不足的现象出现。（5）针对设计的人字型旋埋刀辊与原有刀辊在螺旋横刀结构参数、旋耕刀匹配型号以及刀具排列上的差异,在各田况及工况条件下,分别开展田间对比试验,并对人字型旋埋刀辊在水田与旱地及不同秸秆地的应用进行评估。螺旋横刀优化检验试验显示,当螺旋横刀的静态切土角由73°降至40°,刀宽由25mm增至35mm后,低速1挡下540rpm和720rpm挡位,秸秆掩埋率分别提升0.16和0.78个百分点,功耗分别下降5.68%和8.44%;低速2挡下540rpm和720rpm挡位,秸秆掩埋率分别提升1.58和1.14个百分点,功耗分别下降6.66%和6.57%。刀具排布方式对比试验显示,相对于交错型旋埋刀辊,人字型旋埋刀辊在PTO转速为540r/min时,前进、竖直和幅宽方向平稳性分别提升了51.59%、31.34%、29.74%;PTO转速为630r/min时,三向平稳性分别提升了65.22%、36.09%、47.28%;PTO转速为720r/min时,三向平稳性分别提升了47.37%、25.24%、29.52%;人字型旋埋刀辊在3个转速工况下功耗依次下降了4.27%、4.37%和1.52%。旋耕刀刀型匹配对比试验显示,当耕深相同时,ⅠT225型刀辊较ⅠT245型刀辊功耗上升2.55%,秸秆掩埋率增加5.56%;当秸秆掩埋深度相同时,ⅠT225型刀辊较ⅠT245型刀辊功耗下降14.86%,秸秆掩埋率减少1.25%。经熵权法对两刀辊进行多指标综合评价,ⅠT225型刀辊指标评价得分最高为0.84,从秸秆掩埋质量角度分析,ⅠT225型刀辊无论从均匀性、深度、还是掩埋量方面均优于ⅠT245型刀辊。水旱两用秸秆旋耕掩埋还田机田间应用研究显示,人字型旋埋刀辊能够应对长江中下游多熟制稻作区的水田与旱地,柔性秸秆与硬质秸秆的还田作业,通用性较强。
李斌,刘洋,牛国梁,孙晓晓,董云成,王涛,王士国[4]（2020）在《秸秆粉碎还田机及关键部件的研究动态分析》文中认为本文介绍了我国秸秆粉碎还田机及其关键部件的研究动态,通过分析目前秸秆粉碎还田机的研究现状,梳理了我国秸秆粉碎还田机发展过程中遇到的问题,并提出了发展趋势,为我国秸秆粉碎还田技术的发展提供一定的参考价值。
田阳[5]（2019）在《气力式秸秆深埋还田机设计与试验研究》文中进行了进一步梳理秸秆还田可以有效利用秸秆资源,杜绝秸秆资源浪费和焚烧现象,但是由于秸秆不易腐烂,留在地表影响播种质量和出苗率,也会导致土壤病菌增加,作物病害增加等不良现象。东北棕壤土区耕地由于不合理的耕作模式和长期高强度开发,导致土壤耕层出现了“浅、实、少”的问题。针对以上问题相关专家提出结合秸秆还田和构建合理耕层结构的秸秆深埋还田。秸秆深埋还田既能培肥地力又能提供良好的播种环境,形成结构合理、深厚、肥沃的耕层提高耕作环境本课题来源于公益性行业（农业）科研专项经费项目“旱地合理耕层构建技术指标研究（201503116）”针对东北棕壤土区耕层构建障碍性问题,在对国内外秸秆还田机及其关键部件和关键技术深入分析研究基础上,通过力学分析、运动学分析、气固耦合仿真、离散元仿真和田间试验等理论研究方法对气力式秸秆深埋还田机的捡拾粉碎装置、输送装置、开沟分土装置等关键部件进行了研究,研制了气力式秸秆深埋还田机并进行了试验研究。主要研究内容和成果如下:（1）依据东北平原棕壤土区合理耕层技术指标要求,结合秸秆深埋还田的农业技术要求,确定了实现秸秆深埋还田的工艺流程和整机设计方案。（2）论文完成了捡拾粉碎装置的参数设计,采用甩刀式刀辊和动定刀支撑的方式实现秸秆的捡拾粉碎。当作业速度为3～4km/h,要求捡拾率和粉碎率都大于90%时合理的转速范围为1900～2100 r/min。（3）通过对气力输送装置输送过程的理论分析,应用气固两相流体力学和CFD-DEM耦合数值模拟方法,分析了秸秆和气流在气力输送装置内的运动规律。利用Fluent和EDEM软件模拟分析了改变转速、叶片弯角和输送管结构对输送性能影响。当风机转速为1 800 r/min、叶片为30°弯角、输送管1和输送管2的边径比分别为0.2和0.125弯管型输送管2时输送装置的输送性能最好。气力输送装置正交试验表明,风机转速参数最优组合为叶片弯角30°,秸秆覆盖量为1.2 kg/m2,风机转速为1 800 r/min。（4）利用偏心圆设计方法以滑切特性为基础设计了逆旋开沟刀,其主要结构参数包括:刃口曲线偏心系数e为1.2、ra为284 mm、αa为65°、rb为335 mm、αb为56°的圆弧,侧切刃长度为70mm;动态滑切角τk由36°～41°递增;耕幅为102mm;折弯角度为70°,折弯半径为55 mm隙角为5°。基于离散元理论方法,采用EDEM软件,进行开沟装置的仿真试验结果表明:影响因素的主次顺序依次为隙角、弯折角度和弯折半径;开沟后沟内土壤颗粒残留数量为6%,同时沟壁、沟底平整保证了开沟质量。田间试验表明开沟分土装置作业速度的增加和刀具转速的降低,都会降低开沟深度,但对开沟宽度影响不大。当作业速度为3～4km/h,刀盘合理的转速范围为215～245 r/min。（5）对气力式秸秆深埋还田机进行试验研究,采用3因素5水平二次回归正交组合试验,对试验结果进行了方差分析,对回归方程进行了优化求解。结果表明作业速度为3km/h时深埋合格率为93.2%,开沟深度为268.7 mm秸秆粉碎合格率为92.5%。作业速度为4km/h时深埋合格率为90.4%,开沟深度为264.7mm秸秆粉碎合格率为91.9%。
魏思林[6]（2019）在《基于耦合仿生机理立式香蕉秸秆粉碎还田机的优化设计》文中研究说明香蕉是世界四大水果之一,在国际鲜果市场上占有很大的比重。我国香蕉种植主要分布在热带、亚热带地区,作为一种经济作物,香蕉的种植对地区经济发展有着十分重要的意义。香蕉采摘完后,遗留在地里的香蕉秸秆由于不能经过适当的处理而成为农业废弃物,而香蕉秸秆中含有大量香蕉生长所需有机物,如能使用农机具将其直接粉碎抛洒在土壤表面或浅埋地下,可以使秸秆中的有机物快速溶入土壤中,增加土壤肥力,降低种植成本投入,提高经济效率。目前国内香蕉秸秆粉碎还田机械化程度较低,配套的农机具较少且处在研发优化阶段。因此,香蕉秸秆废弃物的处理也成了目前香蕉种植业中一个必须解决的难题。基于此,本文结合理论分析、仿生技术和正交试验三种方法,对海南大学研制的立式香蕉秸秆粉碎还田机进行优化改进,主要研究内容为:（1）运用统计学分析与实地调查的方法,研究香蕉的生物特性及力学特性。通过分析香蕉假茎的种植方式、结构与形状,为整机参数的设计提供参考;通过分析香蕉假茎抗剪切强度的力学特性,为粉碎装置的设计提供理论基础。（2）目前用于香蕉秸秆粉碎的刀具在使用过程中存在刀具磨损量大、作业消耗功率大、刀具易断裂、刀具适应性差等问题。而在自然界中,犬科、猫科等动物具有锋利的爪趾,经过长期进化,这些爪趾具备优良的生物力学功能和切割刃曲线,在捕获猎物时爪趾也展现出了优良的减阻性能,且使用寿命较高,而爪趾的这些功能正是目前粉碎刀片有待加强的。在现代设计方法中可以采用仿生设计法来设计具备这些功能的粉碎刀片,增加粉碎刀片的减阻性能和使用寿命,同时,刀片减阻能力的增强也能降低机器功耗,良好的切割刃曲线使得机器粉碎效率提高,达到节能高效的效果。基于此,本文以狼的前爪趾作为研究对象,设计仿生刀片。（3）基于仿生学原理,模仿狼爪轮廓形态,优化设计香蕉秸秆粉碎刀片的刀刃曲线;从运动学仿生角度出发,在充分研究狼爪收缩运动规律的基础上,获取狼爪运动曲线方程,将其应用在秸秆粉碎刀刀尖点运动轨迹设计上。（4）田间试验。通过田间试验验证优化后机器设计是否合理实用,主要以香蕉秸秆粉碎率、秸秆覆盖率等作为试验指标,利用数据处理软件SPSS,结合正交试验方案,运用极差分析法与方差分析方法,分析机具前进速度、刀辊转速和刀片厚度三个因素不同水平对秸秆粉碎率、秸秆覆盖率的影响,并选出最佳组合。经试验结果分析得出研究得到机具的重要参数的最优组合为拖拉机前进速度为3m/s,粉碎刀辊转速为1650 r/min,秸秆粉碎刀厚度为12 mm,对应的试验指标分别为:秸秆粉碎率为95.5%,秸秆覆盖率为94.8%,还田效果较为优异。
王浩[7]（2018）在《立式香蕉茎秆切割还田机设计研究》文中研究表明我国每年的香蕉茎秆平均生产量可高达千万吨以上,但由于我国农业机械化起步较晚,果园机具装备较差等原因,国内香蕉茎秆还田方式大多仍以拖拉机推倒后旋耕粉碎为主。针对目前香蕉茎秆切割还田存在的问题,本文通过研究香蕉茎秆生物力学特性,应用了刀刃曲线方程分析茎秆的切割方式,并轻简化设计了一种立式香蕉茎秆切割还田机,对样机进行试验,分析试验因素对茎秆切断合格率和切割效率的影响。1)研究了香蕉茎杆相关力学特性,建立了香蕉茎秆力学模型,确定了香蕉茎秆弹性关系参数。并建立了切割刀片的弧形刃线方程,设计了一种等滑切角弧形切割刀片。通过研究分析切割刀片的几何运动,总结得出采用无支承切割滑切的方式,并以较高的切割速度来实现香蕉茎秆的切割,能够保证茎秆纤维完全切断,且切割功耗较低。对比了理论计算得出的根部香蕉茎秆切割力随不同切割方式的关系曲线与单因素试验所得切割力的变化曲线,得到了其误差比率。2)设计了立式香蕉茎秆切割还田机总体结构,取消了推倒装置和拖拉机牵引,整机设计轻量化,作业部件简约化。主要采用了约束机构和切割装置完成香蕉茎秆的扶持不推倒切割还田一体化作业;确定了独立的动力传动系统方案,并在传动方式上将传统卧式切割刀轴改为立式刀轴,分析了关键部件,进行了样机加工试制。3)通过单因素试验和回归正交组合试验,分析了各个因素对各试验指标的影响,得出相应的变化规律。在不同转速下,香蕉茎秆切割力呈先快速下降后保持平缓的趋势,而切割功耗的趋势则大致快速上升;在不同切割方式下,香蕉茎秆的切割性能包括切割力和切割功耗都比较显着,变化趋势大体一致呈缓慢下降;不同类型的刀片对香蕉茎秆的切割性能同样较为显着,但变化趋势呈先上升后下降。样机性能试验得出了影响茎秆切断合格率与切割效率的各试验因素显着性排序为刀片类型、刀排数量、切割方式。综合评价结果显示,最佳组合为1500Rpm切割转速、弧形刀片、四排刀片,此时切断合格率Q=80.8%,切割效率E=18.24m3/s,综合评分最高。
章志强[8]（2018）在《玉米秸秆粉碎抛撒还田机的设计与秸秆运动特性研究》文中进行了进一步梳理秸秆粉碎还田机是实现机械化秸秆还田的最主要机具,但现有秸秆粉碎还田机作业多存在秸秆粉碎长短不一、碎秆覆盖不均匀等问题。本文以玉米秸秆粉碎均匀抛撒还田为目标,设计了一种碎秆抛撒特性可调节的秸秆粉碎抛撒还田机,并基于设计的机器分别对秸秆粉碎抛撒过程、粉碎室内流场特性和粉碎室内秸秆颗粒群运动等方面进行了研究。论文取得的主要创新成果如下:（1）秸秆粉碎抛撒还田机主要由曲面机壳、粉碎装置、抛撒装置和传动装置等组成,可以实现玉米秸秆的粉碎和粉碎后秸秆的抛撒还田。田间试验表明,在拖拉机前进速度为1.8m/s,秸秆平均含水率为78.4%,拖拉机动力输出轴转速为540 rpm时,秸秆粉碎长度合格率达90.01%,平均抛撒幅宽达2223.3 mm,平均留茬高度为62.0 mm,抛撒不均匀度为22.95%。（2）根据秸秆形状和空间位置的变化,将秸秆粉碎抛撒还田机的工作过程划分为秸秆切断过程、断秆随动过程、断秆切碎过程和碎秆抛撒过程4个阶段,并建立了各个阶段的动力学方程。试验结果表明,在不同的秸秆粉碎抛撒还田机工作参数下,秸秆抛撒距离和幅宽的试验值与计算值均具有相同的变化趋势。依据秸秆抛撒曲线提出了重叠相邻两抛撒幅宽内秸秆的方法来提高地表秸秆覆盖均匀性,分别计算了机器同向行驶重叠和往复行驶重叠两种重叠方式下的秸秆抛撒均匀度,其中同向行驶重叠方式使秸秆抛撒均匀度平均增加了 4.9%,往复行驶重叠方式使秸秆抛撒均匀度平均增加了 8.1%。（3）建立了秸秆粉碎抛撒还田机粉碎室CFD（Computational Fluid Dynamics）数值计算模型,分析了粉碎室内流场分布特性,进一步分析了机器设计参数对粉碎室内流场和机器工作性能的影响。数值计算结果表明,粉碎室入口处产生了负压区,粉碎室内产生了大量的涡流区。增大粉碎刀轴转速提高了秸秆在粉碎室内的流动性,但增加扇形叶片数会降低秸秆流动性。增大粉碎刀刀尖与机壳间隙提高了秸秆的喂入性和流动性,但降低了秸秆的抛撒特性。在机壳出口处安装导向叶片改善了秸秆的流动性和抛撒特性,而增加机器前进速度会降低秸秆的喂入性和流动性。（4）建立了粉碎室内秸秆颗粒群运动的 CFD-DEM（Computational Fluid Dynamics-Discrete Element Method）数值计算模型,分析了秸秆颗粒群在运动过程中受力、轨迹、取向角等的变化以及粉碎刀轴转速对秸秆抛撒均匀度等的影响。数值计算结果表明,粉碎室内大部分的秸秆与壁面多次碰撞后从机壳顶部流出,且粉碎室内秸秆数量先急剧增加然后趋于稳定。秸秆-秸秆间作用力和秸秆-壁面间作用力比秸秆-空气间作用力大得多。粉碎刀轴转速对秸秆俯仰角的影响较小,但对秸秆偏航角的影响较大。随着粉碎刀轴转速的增加,粉碎刀轴转速对秸秆抛撒均匀度的影响逐渐减小并趋于稳定。
王自强[9]（2018）在《基于离散元法香蕉地仿生灭茬刀的设计与试验》文中研究说明我国香蕉主产区分布在海南、云南、福建、广东和广西等热带、亚热带地区,香蕉作为经济作物在当地的农业经济和地区发展建设中占有不可或缺的地位。香蕉收获果实后,会产生如香蕉假茎、蕉叶和根茬这样的农业废弃物等。由于我国农业机械化水平程度不高,尤其在南方热区,其农作物的采摘与后期田间处理,基本上仍沿用人工处理的方式,但这种依靠人力的传统方式不仅会延误香蕉园的更新速率,还会给复耕蕉园带来病虫害的隐患。研究表明香蕉秸秆富含大量有机质、N、P、K以及香蕉生长所需的大量微量元素,在收获其果实后将其粉碎还田是践行可持续发展理念的一种方式,秸秆粉碎还田不仅可以改善土壤结构、增强肥力,提高产量,还可以节约成本,提高香蕉的经济效益。基于保护性耕作技术,本文设计研制一种滑切防缠式香蕉秸秆还田机,能一次性实现香蕉秸秆和根茬的全量粉碎。滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机可以一次性完成秸秆粉碎和根茬切碎两项作业,根据作业要求设计了机具的整机结构,确定了动力传递方式,基于海南地区香蕉种植模式,计算了机具的工作幅宽;通过建立数学模型,分析了秸秆粉碎刀辊和根茬切碎刀辊之间的位置关系。由于整机设计中,秸秆粉碎装置和除根灭茬装置是整机设计的关键部件,因此本文分别针对粉碎装置和灭茬装置进行设计研究。基于滑切减阻降耗机理,结合香蕉秸秆物理机械特性,提出一种变滑切角式刀刃曲线方程,依据秸秆粉碎刀片结构参数和硬度要求,采用冲压方式加工出一种滑切刀片。另外结合秸秆粉碎刀轴工作强度要求,设计了秸秆粉碎刀轴以及确定出秸秆滑切刀片在刀轴上排列方式。通过从大自然获取灵感的方式,在现有研究的基础上,阐述分析了土壤动物鼹鼠的挖削机理,从而提出一种模仿鼹鼠前脚趾轮廓曲线的设计方案,基于最小二乘法原理,得到多项式拟合曲线模型。最后将仿生曲线应用在灭茬刀切削刃设计上,依据灭茬刀工作环境要求,确定了仿生灭茬刀的硬度值范围以及热处理工艺。另外结合前人研究经验设计了香蕉根茬粉碎刀轴,确定了仿生灭茬刀在根茬粉碎刀轴上的连接方式以及排列方式。样机研制完成后,在课题组试验基地—澄迈县福山镇墩茶村进行田间试验,试验前完成了田间土壤的采样收集工作,以测量土壤颗粒直径和土壤密度大小。结合试验目的,确定了灭茬刀所受扭矩和功耗、土壤破碎率、根茬粉碎率和地表秸秆根茬覆盖率等试验指标,国标旋耕刀与仿生灭茬刀2种刀具对比试验结果分析发现:秸秆还田作业前地表有部分秸秆覆盖时,仿生灭茬刀各项指标均优于国标旋耕刀。在田间试验测量基础上,结合经验公式完成了离散元模型材料参数和颗粒接触参数的校准,从而完成灭茬刀—土壤—秸秆相互作用模型的创建。通过离散元仿真得出仿生灭茬刀和国标旋耕刀所受三向力变化曲线,同时仿真分析发现在有一定量秸秆颗粒覆盖土壤模型的情况下,仿生灭茬刀所受三向力指标均优于国标旋耕刀,与田间试验得出的结论一致,因此也印证了离散元仿真的可行性。
何进,李洪文,陈海涛,卢彩云,王庆杰[10]（2018）在《保护性耕作技术与机具研究进展》文中提出保护性耕作技术主要包括免少耕播种、秸秆残茬管理及表土耕作技术等。在回顾分析国内外保护性耕作技术应用概况、技术模式和效应的基础上,重点阐述了秸秆残茬管理、表土耕作技术与机具、免少耕播种关键技术的工作原理、技术特点及发展动态。结合国内保护性耕作研究进展与应用需求,在分析归纳现阶段保护性耕作技术难点的基础上,从改进机具关键作业部件加工工艺与材料、加强基础理论研究与机具结构优化、提升机具智能化测控与信息化管理、实现农机与农艺结合和形成因地适宜保护性耕作技术体系等方面展望了未来研究方向。
二、鞭式秸秆根茬切碎还田机的研制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、鞭式秸秆根茬切碎还田机的研制（论文提纲范文）
（1）机采棉立式秸秆粉碎还田机关键部件优化设计与试验（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.2.1 秸秆粉碎还田机的国内外研究动态 |
| 1.2.2 秸秆粉碎还田机刀具的国内外研究动态 |
| 1.2.3 秸秆粉碎还田机机架振动分析研究现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 机采棉秸秆粉碎还田机的发展趋势 |
| 1.5 研究内容 |
| 1.6 技术路线 |
| 第二章 机采棉立式秸秆粉碎还田机机架设计及优化 |
| 2.1 秸秆粉碎还田机结构和工作原理 |
| 2.1.1 整机结构 |
| 2.1.2 工作原理与技术参数 |
| 2.2 立式秸秆粉碎还田机机架设计 |
| 2.2.1 机架设计准则 |
| 2.2.2 机架设计的一般要求 |
| 2.2.3 机架材料的选择 |
| 2.2.4 机架结构的确定 |
| 2.3 立式秸秆粉碎还田机机架的优化 |
| 2.3.1 机架的计算模态分析 |
| 2.3.2 机架的试验模态分析 |
| 2.3.3 外部激励频率分析与结构优化 |
| 2.3.4 机架的静力学分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 机采棉立式秸秆粉碎还田机粉碎装置的设计 |
| 3.1 立式秸秆粉碎还田机粉碎刀设计 |
| 3.1.1 现有粉碎刀类型分析 |
| 3.1.2 粉碎刀的结构参数设计 |
| 3.1.3 粉碎刀数量与排列方式 |
| 3.2 立式秸秆粉碎还田机刀轴的设计 |
| 3.2.1 粉碎刀粉碎速度 |
| 3.2.2 粉碎刀粉碎加速度 |
| 3.3 立式秸秆粉碎还田机刀轴模态分析 |
| 3.3.1 刀轴模型的建立 |
| 3.3.2 粉碎刀轴计算模态分析结果 |
| 3.4 立式秸秆粉碎还田机粉碎刀静力学分析 |
| 3.4.1 粉碎刀模型的建立 |
| 3.4.2 粉碎刀静应力求解结果及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于CFD的立式秸秆粉碎还田机粉碎室内流场分析 |
| 4.1 流场分析理论 |
| 4.1.1 流体流动控制方程 |
| 4.1.2 粉碎室流体计算区域和网格划分 |
| 4.1.3 边界条件 |
| 4.2 粉碎室内数值模拟结果与分析 |
| 4.2.1 机架结构的影响 |
| 4.2.2 粉碎刀组数的影响 |
| 4.2.3 粉碎刀盘与地面夹角的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 机采棉立式秸秆粉碎还田机试验研究 |
| 5.1 试验材料及设备 |
| 5.1.1 样机试制 |
| 5.1.2 试验材料 |
| 5.2 试验设计及试验指标 |
| 5.3 试验结果分析 |
| 5.3.1 回归模型与显着性检验 |
| 5.3.2 响应面分析 |
| 5.4 参数优化与验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 导师评阅表 |
（2）玉米原茬地免耕播种覆秸机残茬比例还田技术及装备研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 引言 |
| 1.1 研究的目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状与趋势 |
| 1.2.1 秸秆还田技术研究现状 |
| 1.2.2 秸秆回收技术装备研究现状 |
| 1.2.3 物料运动特性研究现状 |
| 1.2.4 离散元法在农业机械设计中的应用 |
| 1.2.5 研究述评 |
| 1.3 研究的主要内容与方法 |
| 1.4 研究的技术路线 |
| 2 侧向秸秆残茬还田同步回收调比技术试验平台构建 |
| 2.1 总体方案设计 |
| 2.1.1 设计要求 |
| 2.1.2 总体方案设计与工作原理 |
| 2.2 弹齿式清秸装置设计 |
| 2.2.1 弹齿式清秸装置整机结构设计 |
| 2.2.2 切土迹距分析与相关参数确定 |
| 2.2.3 清秸弹齿结构分析与设计 |
| 2.3 清秸质量和秸秆残茬抛撒特性参数影响规律 |
| 2.3.1 试验目的 |
| 2.3.2 试验材料与方法 |
| 2.3.3 试验结果与极差分析 |
| 2.3.4 试验结果方差分析 |
| 2.3.5 单因素影响分析 |
| 2.3.6 试验参数优化与结果验证 |
| 2.4 小结 |
| 3 秸秆残茬动力学模型建立与分析 |
| 3.1 玉米秸秆残茬物理参数测定 |
| 3.1.1 秸秆残茬含量测定 |
| 3.1.2 秸秆残茬含水率测定 |
| 3.1.3 秸秆残茬堆积角测定 |
| 3.2 清秸弹齿作用下秸秆残茬动力学模型建立 |
| 3.2.1 清秸弹齿弹射秸秆残茬规律分析 |
| 3.2.2 秸秆残茬沿清秸弹齿运动建模分析 |
| 3.3 秸秆残茬抛撒动力学分析与模型建立 |
| 3.3.1 秸秆残茬抛撒轨迹建模分析 |
| 3.3.2 秸秆残茬抛撒转动过程建模分析 |
| 3.4 基于高速摄像技术的修正系数回归模型建立与修正 |
| 3.4.1 试验目的与方法 |
| 3.4.2 试验与仪器设备 |
| 3.4.3 玉米茎秆动力学模型修正系数回归模型建立 |
| 3.4.4 玉米叶片动力学模型修正系数回归模型建立 |
| 3.4.5 秸秆残茬侧向抛撒模型试验验证与分析 |
| 3.5 秸秆残茬空间分布规律分析 |
| 3.5.1 数值模拟运算原理与应用现状 |
| 3.5.2 秸秆残茬侧向抛撒轨迹绘制 |
| 3.5.3 仿真结果可视化处理与分析 |
| 3.5.4 秸秆残茬空间分布规律量化处理与分析 |
| 3.6 小结 |
| 4 秸秆残茬还田同步回收调比装置设计 |
| 4.1 秸秆残茬还田同步回收调比技术方案设计 |
| 4.1.1 装置组成与作业原理 |
| 4.1.2 基于空间分布规律的秸秆残茬调比分析 |
| 4.2 清秸装置多杆调控机构设计与分析 |
| 4.2.1 多杆调控机构结构分析 |
| 4.2.2 横向输送秸秆残茬运动分析 |
| 4.2.3 侧向抛撒秸秆残茬运动分析 |
| 4.3 基于最速降线原理导流板设计研究 |
| 4.3.1 最速降线原理与特性 |
| 4.3.2 考虑摩擦阻力时最速降线模型分析 |
| 4.3.3 导流板参数设计与分析 |
| 4.4 小结 |
| 5 基于计算机模拟技术的装置作业性能参数影响分析 |
| 5.1 清秸装置流场数值模拟分析 |
| 5.1.1 数值模拟方法理论基础与应用 |
| 5.1.2 数值模拟方案与模型建立 |
| 5.1.3 数值模拟计算结果与分析 |
| 5.1.4 清秸弹齿绕轴转速对流场影响规律 |
| 5.1.5 作业速度对流场影响规律 |
| 5.1.6 清秸弹齿偏角对流场影响规律 |
| 5.2 基于离散元法装置作业性能参数影响分析 |
| 5.2.1 颗粒接触理论模型 |
| 5.2.2 清秸装置工作原理与模型建立 |
| 5.2.3 清秸弹齿切削载荷分析 |
| 5.2.4 清秸弹齿切削土壤载荷响应分析 |
| 5.2.5 秸秆残茬侧向抛撒覆秸带宽分析 |
| 5.3 小结 |
| 6 田间试验与环境因素影响分析 |
| 6.1 参数优化田间试验 |
| 6.1.1 试验目的 |
| 6.1.2 试验条件与设备 |
| 6.1.3 试验设计与方法 |
| 6.1.4 试验结果方差分析 |
| 6.1.5 秸秆残茬还田覆盖比例回归模型建立 |
| 6.1.6 试验因素交互作用对指标影响分析 |
| 6.2 模型验证 |
| 6.2.1 试验结果优化分析 |
| 6.2.2 试验优化结果验证 |
| 6.3 环境因素对秸秆残茬还田比例影响分析 |
| 6.3.1 误差来源分析 |
| 6.3.2 试验目的与方案设计 |
| 6.3.3 试验结果与分析 |
| 6.4 小结 |
| 7 结论、创新点与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
（3）秸秆还田旋埋刀辊作业机理及降耗研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 旋耕作业机理研究现状 |
| 1.2.2 秸秆还田技术及装备研究现状 |
| 1.2.3 耕作部件减阻降耗研究现状 |
| 1.3 研究内容与方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 拟解决的关键问题 |
| 1.3.3 研究方法与技术路线 |
| 第二章 稻板田旋耕功耗预测模型研究 |
| 2.0 引言 |
| 2.1 土壤物理特性 |
| 2.1.1 土壤质地 |
| 2.1.2 土壤液塑限试验 |
| 2.1.3 土壤三轴压缩试验 |
| 2.2 离散元接触模型 |
| 2.2.1 土壤颗粒参数 |
| 2.2.2 接触模型确定 |
| 2.2.3 接触参数标定方案 |
| 2.2.4 接触参数标定对照试验 |
| 2.2.5 虚拟标定试验 |
| 2.3 功耗预测模型验证 |
| 2.3.1 模型适用性分析 |
| 2.3.2 原尺度旋埋刀辊功耗预测 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 旋埋刀辊旋切土壤及旋埋秸秆机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 螺旋横刀数学模型 |
| 3.2.1 螺旋横刀结构参数 |
| 3.2.2 螺旋横刀数学建模 |
| 3.3 螺旋横刀旋切土壤过程分析 |
| 3.3.1 运动轨迹 |
| 3.3.2 土壤切削参数分析 |
| 3.3.3 切土与抛土功耗分析 |
| 3.4 螺旋横刀旋埋秸秆过程分析 |
| 3.4.1 秸秆旋埋还田原理 |
| 3.4.2 滑切角动态变化分析 |
| 3.4.3 滑切角与秸秆滑移量的关系 |
| 3.4.4 滑切角与功耗的关系 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 刀具间土壤相互扰动对刀辊作业效果影响机制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 刀具纵向扰土对刀辊作业效果影响分析 |
| 4.2.1 周向刀具纵向切土位置建模 |
| 4.2.2 刀具纵向扰土仿真分析 |
| 4.3 刀具轴向扰土对刀辊作业效果影响分析 |
| 4.3.1 土壤横向运动分析 |
| 4.3.2 旋埋刀辊轴向力分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 人字型旋埋刀辊的设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 整机结构与工作原理 |
| 5.2.1 整机与刀辊结构 |
| 5.2.2 动力传递 |
| 5.2.3 工作原理与技术参数 |
| 5.3 刀具优化分析 |
| 5.3.1 螺旋横刀参数优化 |
| 5.3.2 旋耕刀刀型匹配 |
| 5.4 刀具排布及配套部件设计 |
| 5.4.1 螺旋横刀排布设计 |
| 5.4.2 旋耕刀排布设计 |
| 5.4.3 基于人字型排列的刀盘组件设计 |
| 5.5 刀辊作业幅宽分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 旋埋刀辊田间试验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试验仪器与设备 |
| 6.2.1 田间作业设备 |
| 6.2.2 测试仪器与工具 |
| 6.3 测试项目与方法 |
| 6.4 螺旋横刀优化检验试验 |
| 6.4.1 试验目的 |
| 6.4.2 试验条件 |
| 6.4.3 试验材料与方法 |
| 6.4.4 试验结果与分析 |
| 6.5 刀具排布方式对比试验 |
| 6.5.1 试验目的 |
| 6.5.2 试验条件 |
| 6.5.3 试验材料与方法 |
| 6.5.4 试验结果与分析 |
| 6.6 旋耕刀刀型匹配对比试验 |
| 6.6.1 试验目的 |
| 6.6.2 试验条件 |
| 6.6.3 试验材料与方法 |
| 6.6.4 试验结果与分析 |
| 6.7 水旱两用秸秆旋耕掩埋还田机田间应用研究 |
| 6.7.1 水田与旱地的秸秆旋埋还田研究 |
| 6.7.2 稻油轮作模式的秸秆旋埋还田研究 |
| 6.8 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1:课题来源 |
| 附录2:注释说明 |
| 附录3:作者简介 |
| 致谢 |
（4）秸秆粉碎还田机及关键部件的研究动态分析（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 秸秆粉碎还田机的研究动态 |
| 1.1 单独作业秸秆粉碎还田机 |
| 1.1.1 甩刀式秸秆粉碎还田机 |
| 1.1.2 滚刀式秸秆粉碎还田机 |
| 1.2 复式秸秆粉碎还田机 |
| 2 刀具的研究动态 |
| 2.1 刀具的参数 |
| 2.2 刀具的排列方式 |
| 3 存在的问题 |
| 3.1 对秸秆粉碎还田运动规律和机理研究不深入 |
| 3.2 对棉花秸秆粉碎还田技术的农艺研究缺乏 |
| 3.3 秸秆粉碎还田机的可靠性差，动力消耗大 |
| 3.4 秸秆粉碎还田机的机架稳定性差 |
| 4 发展趋势 |
| 4.1 研究适用于多种农作物秸秆粉碎还田新机具 |
| 4.2 将农机、农艺和生物技术相结合 |
（5）气力式秸秆深埋还田机设计与试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的意义 |
| 1.2 国内外秸秆还田机械研究现状 |
| 1.2.1 国外秸秆还田机研究现状 |
| 1.2.2 国内秸秆还田机研究现状 |
| 1.3 主要研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 拟解决的关键技术问题 |
| 1.3.4 技术路线 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 气力式秸秆深埋还田机总体设计 |
| 2.1 气力式秸秆深埋还田机设计方案 |
| 2.2 总体结构及工作原理 |
| 2.2.1 整机的总体结构 |
| 2.2.2 工作机理 |
| 2.2.3 主要技术参数 |
| 2.3 传动系统设计 |
| 2.4 破茬装置的设计 |
| 2.4.1 破茬装置结构及其工作原理 |
| 2.4.2 破茬盘设计 |
| 2.4.3 运动分析 |
| 2.5 覆土装置设计 |
| 2.6 镇压装置的设计 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 捡拾粉碎装置的设计 |
| 3.1 秸秆捡拾粉碎装置的结构及工作原理 |
| 3.2 动刀的选型 |
| 3.3 定刀设计 |
| 3.4 动刀辊转速和回转半径 |
| 3.5 动定刀排列 |
| 3.6 捡拾粉碎装置的试验 |
| 3.6.1 试验条件及方法 |
| 3.6.2 田间试验 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 气力输送装置的设计 |
| 4.1 .气力输送装置结构与工作原理 |
| 4.2 玉米秸秆气力输送理论研究 |
| 4.2.1 球形颗粒的悬浮速度 |
| 4.2.2 玉米秸秆输送管内的运动机理 |
| 4.2.3 玉米秸秆群在管道内的运动方程 |
| 4.3 玉米秸秆物理参数的测定 |
| 4.4 气力输送装置参数计算 |
| 4.4.1 气力输送系统计算 |
| 4.4.2 风机设计 |
| 4.4.3 螺旋设计 |
| 4.5 气力输送装置的仿真分析 |
| 4.5.1 CFD-DEM耦合数值模拟基础原理 |
| 4.5.2 CFD-DEM耦合理论分析 |
| 4.5.3 玉米秸秆多球元模型的建立 |
| 4.5.4 颗粒参数选取 |
| 4.5.5 仿真结果与悬浮试验的比较分析 |
| 4.5.6 CFD-DEM耦合仿真模型 |
| 4.5.7 输送装置工作性能的仿真 |
| 4.6 输送装置的试验 |
| 4.6.1 试验条件及方法 |
| 4.6.2 正交试验 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 开沟分土装置的设计 |
| 5.1 秸秆深埋试验 |
| 5.2 开沟分土装置的结构与工作原理 |
| 5.3 开沟部件运动分析 |
| 5.3.1 正逆旋的运动分析 |
| 5.3.2 开沟方式的选择 |
| 5.4 开沟装置结构参数 |
| 5.5 开沟刀设计 |
| 5.5.1 开沟刀的结构 |
| 5.5.2 侧切刃的设计 |
| 5.5.3 正切刃的设计 |
| 5.5.4 开沟刀结构参数 |
| 5.6 开沟刀的仿真 |
| 5.6.1 土槽和开沟刀模型的建立 |
| 5.6.2 颗粒黏结模型 |
| 5.6.3 开沟装置仿真参数 |
| 5.6.4 仿真试验方法 |
| 5.6.5 仿真试验结果分析 |
| 5.7 开沟装置的仿真分析 |
| 5.7.1 仿真试验方法 |
| 5.7.2 仿真结果分析 |
| 5.8 开沟分土装置的试验 |
| 5.8.1 试验条件及方法 |
| 5.8.2 田间试验 |
| 5.9 本章小结 |
| 第六章 气力式秸秆深埋还田机田间试验 |
| 6.1 试验条件及设备 |
| 6.2 整机试验 |
| 6.2.1 正交试验 |
| 6.2.2 试验验证 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论与建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间所获得的学术成果 |
（6）基于耦合仿生机理立式香蕉秸秆粉碎还田机的优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究的目的及意义 |
| 1.3 保护性耕作研究现状 |
| 1.3.1 保护性耕种的发展现状 |
| 1.3.2 国外保护性耕作发展现状 |
| 1.3.3 国内保护性耕作发展现状 |
| 1.4 国内外秸秆粉碎还田机 |
| 1.4.1 国外秸秆粉碎还田机研究现状 |
| 1.4.2 国内秸秆粉碎还田机现状 |
| 1.4.3 香蕉秸秆粉碎还田机的分类 |
| 1.4.4 香蕉秸秆粉碎还田机研究现状 |
| 1.4.5 仿生技术在农业机械方面的应用 |
| 1.5 课题研究的意义 |
| 1.6 课题研究的内容、方法及技术路线 |
| 1.6.1 课题来源 |
| 1.6.2 课题研究的内容 |
| 1.6.3 课题的研究方法与技术路线 |
| 2 香蕉秸秆的生物特性及物理特性研究 |
| 2.1 香蕉茎秆的结构特点 |
| 2.2 香蕉秸秆的生物特性及利用方式 |
| 2.3 香蕉的力学特性 |
| 2.3.1 测试目的 |
| 2.3.2 香蕉秸秆拉伸试验 |
| 2.3.3 香蕉假茎剪切应力的测定 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 整机及主要参数设计 |
| 3.1 技术方案的确定 |
| 3.2 整机结构设计 |
| 3.3 还田机作业宽度确定 |
| 3.4 动力传递方式 |
| 3.5 传动比和转速 |
| 3.6 粉碎刀盘动力的计算与校核 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 秸秆粉碎刀构形仿生设计 |
| 4.1 秸秆粉碎刀研究现状 |
| 4.2 仿生秸秆粉碎刀的设计 |
| 4.2.1 仿生原型的选取 |
| 4.2.2 仿生拟合曲线获取 |
| 4.2.3 狼爪轮廓曲线拟合函数 |
| 4.2.4 仿生秸秆粉碎刀的设计与加工 |
| 4.2.5 秸秆粉碎刀轴的设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基于狼爪运动仿生刀尖点运动轨迹设计 |
| 5.1 运动仿生研究依据分析 |
| 5.2 运动仿生研究 |
| 5.2.1 运动仿生模型建立 |
| 5.2.2 运动仿生模型运动学分析 |
| 5.3 机具运动参数仿生设计 |
| 5.3.1 刀片运动的速度和加速方程 |
| 5.4 切割节距 |
| 5.5 粉碎装置的喂入及排出量 |
| 5.6 防堵性能参数 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 田间试验 |
| 6.1 试验条件 |
| 6.1.1 示范基地土壤含水率测定 |
| 6.1.2 香蕉假茎含水率测定 |
| 6.2 试验指标测定 |
| 6.2.1 还田机工作效率 |
| 6.2.2 香蕉秸秆粉碎合格率 |
| 6.2.3 秸秆覆盖率 |
| 6.2.4 刀轴所受扭矩和功耗 |
| 6.3 试验设计 |
| 6.4 试验结果与分析 |
| 6.4.1 SPSS软件介绍 |
| 6.4.2 正交试验 |
| 6.4.3 试验结果极差分析 |
| 6.4.4 试验结果方差分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 存在的不足 |
| 参考文献 |
| 硕士学位攻读期间学术成果与参与项目 |
| 致谢 |
（7）立式香蕉茎秆切割还田机设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 茎秆切割技术研究现状 |
| 1.2.2 茎秆切割还田机研究现状 |
| 1.3 研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 茎秆力学性能研究 |
| 2.1 香蕉茎秆微观特性 |
| 2.1.1 试验材料与仪器 |
| 2.1.2 试验内容及方法 |
| 2.1.3 试验结果 |
| 2.2 力学模型建立 |
| 2.2.1 茎秆结构模型 |
| 2.2.2 茎秆各向异性的力学分析 |
| 2.2.3 香蕉茎秆横观各向同性力学分析 |
| 2.3 香蕉茎秆弹性参数 |
| 2.3.1 力学特性试验研究 |
| 2.3.2 弹性参数确定 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 切割影响因素分析 |
| 3.1 切割方式分析 |
| 3.1.1 有支承和无支承切割 |
| 3.1.2 正切与滑切 |
| 3.1.3 切割刀片运动的几何分析 |
| 3.2 切割刀片设计分析 |
| 3.2.1 切割方式的选择 |
| 3.2.2 切割刀片设计 |
| 3.2.3 切割力分析计算 |
| 3.2.4 切割力与主要切割参数间关系 |
| 3.3 切割性能试验分析 |
| 3.3.1 试验准备 |
| 3.3.2 试验设备 |
| 3.3.3 试验方法与计算 |
| 3.3.4 试验指标 |
| 3.3.5 单因素试验 |
| 3.3.6 试验结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 还田机结构设计 |
| 4.1 设计要求 |
| 4.2 结构方案选型 |
| 4.2.1 辊轴式 |
| 4.2.2 立轴式 |
| 4.3 总体结构与工作原理 |
| 4.3.1 整机结构 |
| 4.3.2 工作原理 |
| 4.4 动力匹配与传动 |
| 4.4.1 动力分析计算 |
| 4.4.2 发动机动力匹配 |
| 4.4.3 传动系统方案选型 |
| 4.5 关键部件结构设计 |
| 4.5.1 约束机构 |
| 4.5.2 切割装置 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 样机性能试验及分析 |
| 5.1 试验指标及方案 |
| 5.1.1 试验指标 |
| 5.1.2 试验方案 |
| 5.2 试验结果分析及评价 |
| 5.2.1 回归分析 |
| 5.2.2 综合评价 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 样机图纸 |
| 附录B 在读硕士期间科研成果 |
（8）玉米秸秆粉碎抛撒还田机的设计与秸秆运动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 选题目的和意义 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 研究方法和技术路线 |
| 第二章 秸秆粉碎抛撒还田机的设计与试验 |
| 2.1 秸秆粉碎抛撒还田机结构和工作原理 |
| 2.2 秸秆粉碎抛撒还田机主要工作部件设计与参数确定 |
| 2.3 秸秆粉碎抛撒还田机田间试验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 秸秆粉碎抛撒还田机作用下的秸秆动力学分析与试验 |
| 3.1 秸秆粉碎和抛撒过程动力学分析 |
| 3.2 秸秆抛撒试验与分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于CFD的秸秆粉碎抛撒还田机粉碎室内流场分析 |
| 4.1 秸秆粉碎抛撒还田机粉碎室数值计算模型 |
| 4.2 秸秆粉碎抛撒还田机粉碎室数值计算理论 |
| 4.3 粉碎室数值计算结果与分析 |
| 4.4 本章小节 |
| 第五章 秸秆粉碎抛撒还田机参数对粉碎室内流场的影响 |
| 5.1 秸秆粉碎抛撒还田机粉碎室数值计算理论 |
| 5.2 粉碎室数值计算结果与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 基于CFD-DEM的粉碎室内秸秆颗粒群运动特性分析 |
| 6.1 秸秆颗粒群CFD-DEM耦合分析基本理论 |
| 6.2 秸秆CFD-DEM耦合模型及参数设置 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与建议 |
| 7.1 主要研究结论 |
| 7.2 研究的创新点 |
| 7.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（9）基于离散元法香蕉地仿生灭茬刀的设计与试验（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景,目的及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的及意义 |
| 1.2 保护性耕作技术发展现状 |
| 1.2.1 国外保护性耕作发展现状 |
| 1.2.2 国内保护性耕作发展现状 |
| 1.3 秸秆-根茬粉碎还田机的现状与发展 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 仿生设计在农业机械上的应用现状 |
| 1.5 离散元法在农业机械设计上的应用 |
| 1.6 课题的研究内容、方法和技术路线 |
| 1.6.1 课题项目来源 |
| 1.6.2 课题的研究内容 |
| 1.6.3 课题的研究方法与技术路线 |
| 1.7 本章小结 |
| 2 整机及主要参数设计 |
| 2.1 整机结构的设计 |
| 2.2 粉碎刀辊与灭茬刀辊相对位置的确定 |
| 2.3 作业宽度的确定 |
| 2.4 动力传递方式 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 关键部件设计 |
| 3.1 秸秆粉碎部件的设计 |
| 3.1.1 秸秆滑切刀刃口曲线设计 |
| 3.1.2 秸秆粉碎刀轴的设计 |
| 3.1.3 滑切刀在秸秆粉碎刀轴上排列方式的确定 |
| 3.2 灭茬部件的设计 |
| 3.2.1 仿生原型的选取 |
| 3.2.2 拟合曲线的获取 |
| 3.2.3 灭茬刀的设计与加工 |
| 3.2.4 灭茬刀轴的设计 |
| 3.2.5 灭茬刀在刀轴上排列方式的确定 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 田间试验 |
| 4.1 试验条件与方法 |
| 4.1.1 试验条件 |
| 4.1.2 试验田土壤含水率的测定 |
| 4.1.3 土壤粒径的测定 |
| 4.1.4 土壤密度的测定 |
| 4.2 试验设计 |
| 4.3 试验指标的测定 |
| 4.3.1 香蕉根茬粉碎率的测定 |
| 4.3.2 土壤破碎率 |
| 4.3.3 灭茬刀所受扭矩和功耗 |
| 4.3.4 耕作后香蕉秸秆根茬覆盖率 |
| 4.4 试验结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 离散元仿真试验 |
| 5.1 离散元模型建立 |
| 5.1.1 土壤接触模型的确定 |
| 5.1.2 模型参数校准 |
| 5.1.3 边界模型的建立 |
| 5.2 仿真数据提取与分析 |
| 5.2.1 离散元仿真过程分析 |
| 5.2.2 灭茬刀受力分析 |
| 5.3 试验结果分析与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 存在的不足 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间获得的成果及参与的科研项目 |
| 致谢 |
（10）保护性耕作技术与机具研究进展（论文提纲范文）
| 0引言 |
| 1保护性耕作概况 |
| 1.1保护性耕作应用面积 |
| 1.2保护性耕作技术模式现状 |
| 1.3保护性耕作实施效应 |
| 2保护性耕作关键技术与机具现状 |
| 2.1秸秆残茬管理技术与机具 |
| 2.2表土耕作技术与机具 |
| 2.3免少耕播种关键技术与机具 |
| 2.3.1重力切茬防堵技术与机具 |
| 2.3.2动力驱动防堵技术与机具 |
| 2.3.3秸秆流动防堵技术与机具 |
| 2.4深松技术与机具 |
| 3展望 |
| 3.1机具关键部件加工工艺与材料改进 |
| 3.2加强基础理论研究与机具结构优化 |
| 3.3提升机具智能化测控与信息化管理 |
| 3.4保护性耕作模式下农机与农艺融合 |
| 3.5形成因地适宜保护性耕作技术体系 |
| 4结束语 |
四、鞭式秸秆根茬切碎还田机的研制（论文参考文献）
- [1]机采棉立式秸秆粉碎还田机关键部件优化设计与试验[D]. 牛国梁. 石河子大学, 2021
- [2]玉米原茬地免耕播种覆秸机残茬比例还田技术及装备研究[D]. 史乃煜. 东北农业大学, 2020
- [3]秸秆还田旋埋刀辊作业机理及降耗研究[D]. 祝英豪. 华中农业大学, 2020
- [4]秸秆粉碎还田机及关键部件的研究动态分析[J]. 李斌,刘洋,牛国梁,孙晓晓,董云成,王涛,王士国. 新疆农机化, 2020(05)
- [5]气力式秸秆深埋还田机设计与试验研究[D]. 田阳. 沈阳农业大学, 2019(03)
- [6]基于耦合仿生机理立式香蕉秸秆粉碎还田机的优化设计[D]. 魏思林. 海南大学, 2019(06)
- [7]立式香蕉茎秆切割还田机设计研究[D]. 王浩. 华南农业大学, 2018(08)
- [8]玉米秸秆粉碎抛撒还田机的设计与秸秆运动特性研究[D]. 章志强. 中国农业大学, 2018(12)
- [9]基于离散元法香蕉地仿生灭茬刀的设计与试验[D]. 王自强. 海南大学, 2018(08)
- [10]保护性耕作技术与机具研究进展[J]. 何进,李洪文,陈海涛,卢彩云,王庆杰. 农业机械学报, 2018(04)