Análisis de fatiga del cuerpo de la pala basado en datos medidos de la operación de subsolado del tractor
Autores: Zhang, Bing; Bai, Tiecheng; Wu, Gang; Wang, Hongwei; Zhu, Qingzhen; Zhang, Guangqiang; Meng, Zhijun; Wen, Changkai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis de fatiga del cuerpo de la pala basado en datos medidos de la operación de subsolado del tractor
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Efectos
Resistencia a la penetración del suelo
Profundidad de labranza
Velocidades de operación
Deformación
Fatiga
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
Este documento tiene como objetivo investigar los efectos de la resistencia a la penetración del suelo, la profundidad de labranza y las velocidades de operación en la deformación y fatiga de la pala de subsolado en función de la medición en tiempo real de los datos de condiciones de operación del tractor. Se integraron varios tipos de sensores, como fuerza, desplazamiento y ángulo. Las arquitecturas de software y hardware del sistema de monitoreo fueron diseñadas para desarrollar un sistema de monitoreo de parámetros de condiciones de operación en campo, que puede medir la fuerza de tracción del tractor de la barra de unión inferior, la velocidad en tiempo real, la latitud y longitud, la profundidad de labranza y la tensión de la pala de subsolado y otros parámetros de condición en tiempo real. Se utilizó el método de extrapolación en el dominio del tiempo para procesar los datos medidos y obtener el espectro de carga. Se utilizó la teoría de acumulación de daños lineales para calcular el daño de carga de la pala de subsolado. La magnitud del valor de daño se utilizó para caracterizar la severidad de la operación. Se realizaron pruebas de adquisición de señal y pruebas de parámetros típicos para el sistema de monitoreo, y los resultados de las pruebas mostraron que la confiabilidad y precisión del sistema de monitoreo cumplían con los requisitos. Se llevó a cabo la prueba de operación de subsolado del sistema, que incluía principalmente dos tipos de resistencias a la penetración del suelo (1750 kPa y 2750 kPa), tres tipos de profundidad de labranza (250 mm, 300 mm y 350 mm) y tres tipos de velocidad de operación (4 km/h velocidad baja, 6 km/h velocidad media y 8 km/h velocidad alta), totalizando 18 tipos de condiciones de prueba. Finalmente, se analizaron los efectos de los cambios en los parámetros de condiciones de trabajo de la operación de subsolado en el daño general de las palas de subsolado y las diferencias en el daño que ocurre entre las filas delanteras y traseras de las palas de subsolado bajo las mismas condiciones de prueba. Los resultados de las pruebas muestran que bajo la misma resistencia a la penetración del suelo, el daño general sufrido por las palas de subsolado aumenta independientemente del aumento en la profundidad de labranza o la velocidad de operación. En particular, el aumento en la profundidad de labranza aumentó la severidad del daño de la pala de subsolado en un 19,73%, lo cual fue mayor que el aumento del 17,48% debido a la resistencia a la penetración del suelo y el 13,07% debido a la velocidad de operación. Cabe destacar que las palas de subsolado delanteras sufrieron consistentemente más daños que las traseras, y la diferencia pudo alcanzar el 16,86%. Este documento puede proporcionar información útil para las operaciones de subsolado, es decir, la eficiencia operativa y el nivel de daño de las palas de subsolado deben ser considerados.
Descripción
Este documento tiene como objetivo investigar los efectos de la resistencia a la penetración del suelo, la profundidad de labranza y las velocidades de operación en la deformación y fatiga de la pala de subsolado en función de la medición en tiempo real de los datos de condiciones de operación del tractor. Se integraron varios tipos de sensores, como fuerza, desplazamiento y ángulo. Las arquitecturas de software y hardware del sistema de monitoreo fueron diseñadas para desarrollar un sistema de monitoreo de parámetros de condiciones de operación en campo, que puede medir la fuerza de tracción del tractor de la barra de unión inferior, la velocidad en tiempo real, la latitud y longitud, la profundidad de labranza y la tensión de la pala de subsolado y otros parámetros de condición en tiempo real. Se utilizó el método de extrapolación en el dominio del tiempo para procesar los datos medidos y obtener el espectro de carga. Se utilizó la teoría de acumulación de daños lineales para calcular el daño de carga de la pala de subsolado. La magnitud del valor de daño se utilizó para caracterizar la severidad de la operación. Se realizaron pruebas de adquisición de señal y pruebas de parámetros típicos para el sistema de monitoreo, y los resultados de las pruebas mostraron que la confiabilidad y precisión del sistema de monitoreo cumplían con los requisitos. Se llevó a cabo la prueba de operación de subsolado del sistema, que incluía principalmente dos tipos de resistencias a la penetración del suelo (1750 kPa y 2750 kPa), tres tipos de profundidad de labranza (250 mm, 300 mm y 350 mm) y tres tipos de velocidad de operación (4 km/h velocidad baja, 6 km/h velocidad media y 8 km/h velocidad alta), totalizando 18 tipos de condiciones de prueba. Finalmente, se analizaron los efectos de los cambios en los parámetros de condiciones de trabajo de la operación de subsolado en el daño general de las palas de subsolado y las diferencias en el daño que ocurre entre las filas delanteras y traseras de las palas de subsolado bajo las mismas condiciones de prueba. Los resultados de las pruebas muestran que bajo la misma resistencia a la penetración del suelo, el daño general sufrido por las palas de subsolado aumenta independientemente del aumento en la profundidad de labranza o la velocidad de operación. En particular, el aumento en la profundidad de labranza aumentó la severidad del daño de la pala de subsolado en un 19,73%, lo cual fue mayor que el aumento del 17,48% debido a la resistencia a la penetración del suelo y el 13,07% debido a la velocidad de operación. Cabe destacar que las palas de subsolado delanteras sufrieron consistentemente más daños que las traseras, y la diferencia pudo alcanzar el 16,86%. Este documento puede proporcionar información útil para las operaciones de subsolado, es decir, la eficiencia operativa y el nivel de daño de las palas de subsolado deben ser considerados.