авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 || 3 |

Средствадля раскорчевки пнейплодовых деревьев

-- [ Страница 2 ] --

Рисунок 1– Гистограмма распределенияколичествакорней по диаметру сечения в почвенном массиве

Приисследованииобъемногораспределения корней использовалсяметод монолита и метод 3D моделирования.Результаты объемного распределениякорней в почвенном массиве представлены на рисунке 2.

а б

а - объемная диаграмма распределениякорней;б - поперечное сечение

объемной диаграммы

Рисунок 2– Объемное распределениекорней в почвенном массиве

На основании анализа архитектоники корневой системы можно сделать

вывод, что наибольшеесодержание корней плодовых деревьев находится на расстоянии 0,5…0,55 м от штамба дерева и на глубине до 50 см.

Определение фрактальной размерности корневой системы яблони производился методом подсчета квадратов, заключающегосяв подсчете количества ячеек, заполняемыхпроекциейкорневойсистемы,при наложении на нее сетки различного масштаба (рисунок 3а). После подсчета получаем график зависимости числа ячеек (N), покрывающих корневую систему, от размера стороны ячейки (S), строящийся в двойном логарифмическоммасштабе(рисунок3 б). Тангенс угланаклона,аппроксимирующей полученную совокупность полученных точек является показателем фрактальной размерности.

а б

а – наложение сетки на изображение; б – зависимость количества ячеек от

масштаба ячейки

Рисунок 3– Определение показателя фрактальной размерности

В результате проведенного эксперимента получили, что фрактальная размерность D корневой системы яблонь составила 1,63...1,68.

Проведение многочисленныхимитационныхэкспериментов позволило получить зависимость, связывающую площадь, ограничивающуюфрактальныйобъект,и площадь самого объекта (изображения), заключенного в выделенной площади.

SF= S

D/ 2

, (1)

гдеSF –площадьизображения,м2; S – выделенная площадь, м2; D – фрактальная размерность.

В третьей главе «Исследованиеусилий разрушения корней» изложена методика и результаты экспериментальныхисследованийусилияразрушениякорней плодовых деревьев.

Прочностные свойства древесины определяли дляобразцовразличныхдиаметров,выполненныхиз корней яблони сорта Антоновка на семенном подвое. Влажность образцов составляла 65…80 %, что соответствоваловлажностисвежевыкопанных корней деревьев, подлежащих раскорчевке.

Исследование прочностных свойств корней плодовой древесины проводили наразрывноймашинемарки ИР 5047-50-03. Определение испытаний на разрушение образцов в поперечном направлении проводили по схеме одноточечногонагружения(рисунок4). Машина регистрирует изменение нагрузки и деформацию образца до его разрушения.

Результаты экспериментальных

данных, полученных в результате проведения исследований втаблице1.

Рисунок 4– Испытания корней на

разрушение

Таблица1 – Усилие разрушения корней в зависимости от диаметра


Диаметр корней d,мм

Усилие

разрушения (ср.арифм.)Рразр, кН

Ошибка

среднего арифметичес- кого ±m, кН


Среднее квадрати- ческое ,кН


Коэф.вариацииV, %


Пределпрочностиразр, МПа

10

86

6

14

16

27,95

20

685

21

46

7

27,84

30

2398

73

164

7

28,87

40

5105

77

172

3

25,92

50

10268

92

206

2

26,70

60

17189

211

473

3

25,86



Наоснованииполученныхданных на рисунке 5

представлены зависимости

необходимого усилия дляразрушениякорней от диаметра корней.

Изанализаполученныхданных среднее значение предела прочности корней различных диаметров составляет 27,19±1,08

МПа. Рисунок 5 – Зависимости усилия разрушения корней F от их диаметра d

В четвертой главе «Разработка концептуальноймодели корчевателя пней плодовых деревьев» представлены процедуры формирования принципиальнойсхемы корчевателя пней плодовых деревьев. В основе процесса разработки концептуальноймодели лежат методы системной инженерии, рассматривающейлюбой процесс решения сложных проблем как каскад жизненных циклов (этапов), определяющих эволюцию создания концептуальноймодели.В результате разработана концептуальнаямодель,представляющая принципиальнуюсхему корчевателя пней плодовых деревьев.

Корчеватель пней(рисунок6) состоит из рамы, на которой установлены два

наклоненных квертикалирабочихоргана,продольносмещенныедруг относительно друга. Каждый рабочий орган представляет собой стойку, на передней кромке которой установлена упругая штанга, а на задней – шарнирно закреплены выталкивателис опорными пятами. Снизу стойки установлено долото. Перед каждым рабочим органом установлен вертикальный подрезающий нож.

1 – рама; 2 – опорные колеса; 3- подрезающий нож; 4 – стойка; 5- долото; 6 – выталкиватели;7 – упругая штанга

Рисунок 6– Принципиальнаясхема корчевателя пней плодовых деревьев

Принципиальная схема корчевателя является основой дляпостроенияматематической модели.

В пятой главе «Построение математическоймодели процесса корчевания пней плодовых деревьев» представлены теоретическиеисследованияпроцессавзаимодействия рабочего органа корчевателя пнейс почвой и корнями и получена математическаямодель,определяющаятяговоесопротивление рабочего органа корчевателя.

Тяговое сопротивлениерабочегооргана корчевателя в общем виде определяли по уравнению

P= P1+ P2+ P3, (2)

гдеР1– усилие, затрачиваемоена деформацию почвы, Н; Р2– усилие, затрачиваемоена подъем пласта с пнем по выталкивателям,Н; Р3– усилие, затрачиваемоена разрушение корней в почве, Н.

Деформация почвенного пласта рабочим органом происходит подвоздействиемдолота и стойки. Тяговая составляющая сопротивленияна деформацию почвы в общем виде представляет собой сумму тягового сопротивлениядолота и стойки

P1 = Pд +Pст, (3)

гдеРд – тяговое сопротивлениена деформацию почвы долотом, Н; Рст – тяговое сопротивлениена деформацию почвы стойкой, Н.

В основе рыхления почвы долотом рассматриваласьтрехмернаямодель разрушения почвы, предложенная Г. Гудвином и Р. Спуром. На основании исследований Е. Маккейза и О. Али тяговое сопротивлениедолота определяли по выражению

P= (

gh2 N

+ChN

+C hN

a

) b

, (4)

гдеbд –ширина долота, м; h – глубина обработки, м; g-ускорениесвободногопадения,м/с2; С –когезия(внутреннее сцепление)почвы; Са– адгезия почвы; – угол внутреннего трения почвы, град; п –плотностьпочвы с корнями, кг/м3; N – коэффициент,характеризующий критическийугол разрушенияпочвы, NC– коэффициент,учитывающий внутреннеесцепления почвы (когезию), NCa – коэффициент, учитывающий адгезию почвы.

Коэффициенты N, NC, NCaопределялипо выражениям

      1. 2h

ctg

2

0,5

(ctg

+ctg )1+

(ctg

+ctg ) 1

N =

3bд

ctg

+ctg

, (5)

cos(

+ ) + sin(

+ )ctg(

+ )

гдеr – радиус боковой деформациипочвы, м; h – глубина обработки, м; bд–ширина долота, м; – угол крошения долота, град; – угол трения почва-металл, град; –угол внутреннего трения почвы, град; – уголнаклона поверхности разрушения в продольно-вертикальной плоскости.

h

ctg

2

0,5

(1 + ctg ctg(

+ ))1 +

(ctg

+ctg ) 1

NС=

cos(

+ ) + sin(

+ )ctg(

ctg

+ )

+ctg

, (6)

(1 ctg ctg(

+ ))

N =

a cos(

+ ) + sin(

+ )ctg(

+ ). (7)

где – угол трения почвы по металлу.

Сопротивление стойки корчевателя определяли повыражению

Pст

  • h 2 l

= п ст

  • sin

2

  • tg

, (8)

Подставляя выражения (4) и (8) в уравнение (3), получаем усилие Р1,

затрачиваемое надеформациюпочвы

P= (

gh2 N

+ChN C

+ CahN C

) b

h 2

+ п

  • lст sin ст tg, (9)

2

Горизонтальная составляющая тягового сопротивленияна подъем пласта по

выталкивателям Р2 (рисунок 7) определяли по выражению

P2 =0,5

gLhcos (B sin + tgtn

cos ), (10)

гдеL – длина выталкивателя,м; h – глубина обработки, м; В – ширина захвата машины, м; tв– ширина выталкивателя,м; nв– количество выталкивателей,шт.; п– плотность почвенного пласта с корнями, кг/м3; – угол наклона выталкивателяк горизонту, град; – угол трения почвы о металл.

Рисунок 7–Расчетная схема к определению составляющей на подъем подрезанного пласта с пнем по выталкивателям

Усилие,необходимоедля разрушения одного корня диаметром d в почве определяли по формуле

P = 0,3975 d2,25 []4

8k1

E

. (11)

гдеd – диаметр корня, м; k1– коэффициент жесткости основания Па/м; E – модуль упругости древесины корня, Па.

Общаяплощадьконтактастойки с корнями при движении рабочего органа в почве (рисунок 8) определяли по формуле

SF=

b0 h

D/ 2

, (12)

cos ст

гдеb0 –ширина рабочего органа,м; ст– угол наклонарабочего органа к горизонту, град; D – фрактальная размерность корневой системы.

Рисунок 8– Расчетная схема к определению встречи рабочего органа с корнями Суммарный диаметр корней, попадающих на рабочий орган определяли по

выражению

bh

D2

2

d =h 0

cos

, (13)

ст

Количество корней i-го диаметра определяли по формуле

d

n=, (14)

i d

i

гдеi –доля корней i-годиаметра.

Суммарное усилие, возникающее приразрушениикорней рабочим органом

определяли поформуле

P3 = Pi = 0,3975 [ ]4

8k1

E

  • (ni

d 2, 25 ). (15)

гдеdi –диаметркорня.

Подставляя выражения (13) в (14), а затем полученноевыражениеni в уравнение (15), после преобразованийполучили

P= 0,3975 []4 8k1

  • h

b0 h

D2

2

( d1,25 ). (16)

E cos

i i

ст

Совместное решение уравнений (2),(9), (10) и (16) позволяет получить математическуюмодель энергоемкостипроцессакорчевания.

В шестой главе «Исследованиетяговогосопротивления стойки корчевателя»изложенаметодикаи результаты экспериментальныхисследованийтяговогосопротивления стойки рабочего органа корчевателя пнейплодовыхдеревьевот угла

наклонав поперечно-вертикальной плоскости.

Тяговое сопротивлениестойки корчевателя определяли при помощи разработаннойлабораторно-полевой установки (рисунок 9),представляющей собой брус, на котором установлен параллелограммныймеханизмс тензометрическимзвеноми кронштейном для крепления стойки. Кронштейн имеет возможность регулировки угла наклона стойки впоперечно-вертикальной плоскости.





а б

1 – параллелограммныймеханизм,2 – кронштейн, 3 – стойка,

4 - опорное колесо, 5 – электронный регистратор, 6 - тензозвено Рисунок 9 – Общий вид лабораторно-полевойустановки

Экспериментальныеисследованияпроводились на поле ВНИИС им. И.В. Мичурина Россельхозакадемии.

Измерение тягового сопротивленияпроводилосьпри углах установки стоек в 0, 15, 30и 45. Обеспечение одной и той жеглубиныобработкиh при изменении угла наклона стойки, производили при помощи соответствующегоизменениявысотыустановкиколес.

Длякаждогоугла наклона исследования проводились в трехкратной повторности. При каждом опыте длина прохода составляла 100 м. Скорость трактора составляла 2,5 км/ч (0,7 м/с).

Результаты экспериментальныхисследованийтяговогосопротивления стойки корчевателя, полученные после обработкиметодами статистической оценки представлены втаблице2.

Таблица2 – Значение тягового сопротивленияот угла установки стойки

Угол

0

15

30

45

Повтор- ность

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

Хср

16,06

16,62

15,94

14,01

13,25

13,08

13,27

12,31

12,98

12,20

12,41

12,93

±m

0,06

0,08

0,08

0,06

0,06

0,06

0,06

0,08

0,08

0,06

0,06

0,08

2

0,60

1,14

0,88

0,65

0,73

0,68

0,50

0,94

0,82

0,72

0,76

0,83

0,77

1,07

0,94

0,81

0,85

0,82

0,71

0,97

0,90

0,85

0,87

0,91

V,%

4,8

6,4

5,9

5,8

6,4

6,3

5,4

7,9

6,9

7,0

7,0

7,0



Pages:     | 1 || 3 |
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.