土壤采样器刃部结构优化设计有限元分析.pdfVIP

酿穷与分析 · 机械研究与应用 · 土壤采样器刃部结构优化设计有限元分析 王 尚 ，赵 新 (1．广东交通职业技术学院，广东广州 510650；2．华南农业大学，广东广州 51O650) 摘 要：土壤采样是精准农业体系中的重要组成部分。设计了借助有限元软件ABAQUS建立了2种典型的能反映采 样器刃部结构形式的土体模型，研究分析了土壤采样器压入对土体产生的扰动影响，土壤采样器结构对压入 过程中土体单元的应变的影响，对提高采样质量 、压入效率、优化土壤采样器设计具有实际意义。 关键词：土壤采样；采样筒；压入效率；ABAQUS 中图分类号：s221 文献标识码：A 文章编号：1007—4414(2012)O1—0o23一o4 nniteelementanalysisforoptimum designofsoilsampleredgestructure Wang Shang ．Zhao Xin (1．Guangdongcommunicationpolytechnic，GuangdongGuangzhou 510642，China； 2．SouthChinaagriculturaluniversity，GuangdoagGuangzhou 510642，China) Abstract：Soilsamplingistheimportantconstitutepartofexactagnculturesystem．Inthispaper，twotypicalmodelsofstra— turnarebuiltwithsoftwareABAQUS．Itisresearchedthatthedisturbeffectiveofsoilsamplingimplementpressingintosoil andstraininfluenceofsoilunitchangemadebysoilsamplingimplementstructure，whichisveryimportantforthesoilquality andhastherealmeaningforoptimizationof thesamplingimplementdesign． Keywords：soilsmaple；smaplingimplement；soilmovement；ABAQUS 1 引 言 作用力来实现，根据采样过程中采样器所受到的力设 土壤采样是精准农业体系中的重要组成部分。 计出行程范围适宜的液压缸。液压缸的活塞杆通过 土壤样品，一般是通过将在冲击力或压力作用下压人 螺纹与支撑采样器的支板连接起来，配以不同长度的 土壤中的采样器抽取出来获取，采样器能否取出样 采样器可完成不同深度的土壤采样。导向装置是燕 品、能否保持土壤原状直接影响了土壤采样的结果。 尾槽导轨，保证采样器在采样过程中沿着与导轨平行 故采样器的设计 ，采样过程中土壤的受力及扰动程度 方向上下移动，防止偏斜。 直接影响了取得的土样质量。因此，研究分析土壤采 样器压人对土体产生的扰动影响，土壤采样器刃部结 构对提高采样质量、压人效率、优化土壤采样器设计 具有实际意义。笔者运用有限元软件ABAQUS建立 了2种典型的能反映采样器刃部结构形式的土体模 型，在施加相同载荷和约束条件的前提下，得到了各 模型中的应变场分布图，根据有限元结果分析了采样 器刃部结构形式对样品采取率、采样压人效率的影响 规律，为土壤采样器优化设计提供了一些参考。 图1 土壤采样装置的整体结构总装配图 2 工作原理 1．机架 2．液