Análisis y optimización de una pala de subsolado biónica animal de baja resistencia basada en EDEM
Autores: Zhang, Lei; Wang, Xiaowei; Chen, Jianneng; Wang, Haiyang; Cao, Yonggan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis y optimización de una pala de subsolado biónica animal de baja resistencia basada en EDEM
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Problemas
Resistencia alta al laboreo
Alto consumo de energía
Palas de subsolado
Principios biónicos
Fuerza de laboreo
Consumo de energía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Considerando los problemas de alta resistencia al laboreo y alto consumo de energía en las palas de subsolado existentes, se aplicaron las características de ajuste de curva de los dedos de las patas delanteras de los grillos topos al diseño estructural de las palas de subsolado utilizando principios biónicos. Combinado con la estructura de una pala de subsolado existente, se diseñaron tres tipos de palas de subsolado biónicas utilizando principios biónicos, con el objetivo de reducir la resistencia al laboreo y el consumo de energía. Para investigar su efecto de laboreo, se calibraron los microparámetros del suelo rojo en el sur de China utilizando EDEM 2020, y se estableció un modelo de suelo de elementos discretos correspondiente. Se realizó una simulación del proceso de subsolado utilizando palas de subsolado comunes y biónicas, y se estudió la perturbación del suelo rojo por las palas de subsolado comunes y biónicas, así como la resistencia al laboreo y la energía cinética experimentada por las palas de subsolado. Los resultados demostraron que, en comparación con la pala de subsolado común, la pala de subsolado biónica 1 experimentó una reducción del 5.31% en la fuerza de laboreo, con una reducción del 4.01% en la fuerza de laboreo en la punta de la pala, una reducción del 7.15% en la fuerza de laboreo en el mango de la pala y una reducción del 6.33% en el consumo de energía. La pala de subsolado biónica 2 experimentó una reducción del 9.25% en la fuerza de laboreo, con una reducción del 11.43% en la fuerza de laboreo en la punta, una reducción del 5.49% en la fuerza de laboreo en el mango y una reducción del 10.58% en el consumo de energía. La pala de subsolado biónica 3 experimentó una reducción del 6.55% en la fuerza de laboreo, con una reducción del 5.87% en la fuerza de laboreo en la punta y una reducción del 7.72% en la fuerza de laboreo en el mango. Una verificación adicional ha demostrado que la pala de subsolado biónica tiene mejores efectos de reducción de resistencia y energía.
Descripción
Considerando los problemas de alta resistencia al laboreo y alto consumo de energía en las palas de subsolado existentes, se aplicaron las características de ajuste de curva de los dedos de las patas delanteras de los grillos topos al diseño estructural de las palas de subsolado utilizando principios biónicos. Combinado con la estructura de una pala de subsolado existente, se diseñaron tres tipos de palas de subsolado biónicas utilizando principios biónicos, con el objetivo de reducir la resistencia al laboreo y el consumo de energía. Para investigar su efecto de laboreo, se calibraron los microparámetros del suelo rojo en el sur de China utilizando EDEM 2020, y se estableció un modelo de suelo de elementos discretos correspondiente. Se realizó una simulación del proceso de subsolado utilizando palas de subsolado comunes y biónicas, y se estudió la perturbación del suelo rojo por las palas de subsolado comunes y biónicas, así como la resistencia al laboreo y la energía cinética experimentada por las palas de subsolado. Los resultados demostraron que, en comparación con la pala de subsolado común, la pala de subsolado biónica 1 experimentó una reducción del 5.31% en la fuerza de laboreo, con una reducción del 4.01% en la fuerza de laboreo en la punta de la pala, una reducción del 7.15% en la fuerza de laboreo en el mango de la pala y una reducción del 6.33% en el consumo de energía. La pala de subsolado biónica 2 experimentó una reducción del 9.25% en la fuerza de laboreo, con una reducción del 11.43% en la fuerza de laboreo en la punta, una reducción del 5.49% en la fuerza de laboreo en el mango y una reducción del 10.58% en el consumo de energía. La pala de subsolado biónica 3 experimentó una reducción del 6.55% en la fuerza de laboreo, con una reducción del 5.87% en la fuerza de laboreo en la punta y una reducción del 7.72% en la fuerza de laboreo en el mango. Una verificación adicional ha demostrado que la pala de subsolado biónica tiene mejores efectos de reducción de resistencia y energía.