大豆辊式镇压器土壤压实随深度的规律分析
- Title:
- Analysis on the Response Law of Soil Compaction Effected with Depth based on Roller Compacting Device
- 摘要:
- 辊式镇压器作为大豆机械化播种的关键设备，其作业效果直接影响种子的发芽和出苗。作为与土壤直接接触的作业部件，镇压器对土壤表层的压力直接影响镇压器的黏附效应，而种子周围土壤的紧实度则直接影响种子的发芽和出苗。因此，在镇压器设计与优化中，需综合考虑不同位置土壤紧实度的关系，以实现最佳的压实效果。为明晰辊式镇压器作业过程中土壤压实效果随深度的响应规律，以壤土为研究对象，通过构建土壤压缩的空间状态模型，并结合Simulink计算结果，得到土壤紧实度随深度的变化规律为含参数的指数型递减模型。采用离散元仿真法对模型参数进行拟合，并应用二因素五水平二次回归正交中心组合试验方法，以镇压器作业速度和单位宽度镇压力为试验因素，模型拟合参数和相关指数为影响指标，探究各参数组合对拟合方程的影响规律，并通过试验对传递模型进行验证。结果显示：当参数组合为作业速度2.0 m·s-1、单位宽度镇压力33.4 N·cm-1时，土壤紧实度随深度变化的传递模型为lnP=1.298×0.807 h+3.249，模型相关指数为0.897，实际仿真模型拟合参数η和τ的相对误差分别为8.629%和6.568%，验证了研究结果的准确性。研究探明了辊式镇压器土壤压实效果随深度的递减规律，为辊式镇压器的设计及工作参数优化提供了理论支撑，有助于提升大豆镇压作业效率、促进大豆高产稳产。
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