全膜双垄沟机械化垄体成型、膜土耦合过程解析及其种床高效构建方法

基本信息
批准号:51775115
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:戴飞
学科分类:
依托单位:甘肃农业大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:韩正晟,张锋伟,高爱民,冯福学,李妙祺,宋学锋,辛尚龙,郭笑欢,魏万成
关键词:
种床机械化构建全膜双垄沟垄体耕作成型覆膜覆土耦合耕整机械
结项摘要

The furrow sowing with whole plastic-film mulching on double ridges has been widely used in the arid region of northwest China, because it can resist drought and increase production. So the mechanical building the seedbed is an inevitable trend in farming. At present, the mechanized farming process and method of ridge forming, film and soil coupling with whole plastic-film mulching on double ridges is unsharpness, and the key operation mechanism design theory was lacked. which caused the seedbed mechanical building failure was the core problems of production system function weaken and production mechanization processes blocked. Through the research of typical seedbed physical and mechanical properties of whole plastic-film mulching on double ridges, so the seedbed building failure characteristic and its control strategy was ascertained. Under the theory of granular dynamics and soil dynamics, analyzing the motion behavior of cutting bed soil with farming parts, and explaining the irregularity ridge forming principle of mechanized farming. By using DEM-MBD coupling theory and nonlinear finite element method, the multi-objective optimization model of film mulching and soil covering mechanism was established, which expound the dynamic operation mechanism of film mulching and soil covering. Application of high-speed video technology and the gas-solid coupling theory, in order to reveal film and soil coupled transient characteristics in seedbed building process, meanwhile, explore the best constraint condition of covering and rolling soil. Accordingly, which create the high-performance ridging and film-soil coupling combined mechanism, and also improve the theory of seedbed mechanical building with whole plastic-film mulching on double ridges. The results will effectively promote the entire mechanization level of production system of whole plastic-film mulching on double ridges, which have great significance to ensure agricultural productivity and food security in arid northwest China.

全膜双垄沟播技术抗旱、增产被中国西北旱区大面积推广,实现其种床机械化构建是必然趋势。目前全膜双垄沟种床垄体成型机理与其膜土耦合机制不明晰,关键作业机构设计理论缺失,致使覆膜异形双垄种床机械化构建失效成为触发其生产系统功能弱化、生产环节机械化受阻的核心难题。通过研究全膜双垄沟典型种床物理机械特性,探知种床失效特征及其控制策略;结合散体动力学和土壤动力学理论,分析耕作部件切削种床土壤运动行为,探明异形垄体耕作成型机理;借助DEM-MBD耦合理论及非线性有限元法,建立覆膜覆土机构多目标优化模型,阐明机械化覆膜覆土动态作业机理;应用高速摄像技术与气固耦合理论,揭示种床构建中膜土耦合瞬时特征,探求最佳覆土镇压协同约束条件。据此,创制高性能起垄、覆膜覆土组合机构,形成全膜双垄沟种床机械化高效构建方法及理论。研究结果将有效提升全膜双垄沟生产系统全程机械化水平,对保障西北旱区农业生产力及粮食安全意义重大。

项目摘要

全膜双垄沟播技术抗旱、增产被中国西北旱区大面积推广,实现其种床机械化构建是必然趋势。目前,全膜双垄沟种床垄体成型机理与其膜土耦合机制不明晰,关键作业机构设计理论缺失,致使覆膜异形双垄种床机械化构建失效成为触发其生产系统功能弱化、生产环节机械化受阻的核心难题。本项目研究围绕全膜双垄沟种床机械化构建关键技术与装备,开展全膜双垄沟覆膜种床物理机械特性、水热效应数值模拟及其结构优化研究;建立种床机械化旋耕起垄、覆土、镇压相关离散元仿真理论与模型;以此为据完成全膜双垄沟种床机械化构建过程中旋耕起垄、覆土、镇压装置的设计研究、流场模拟及工作参数优化。项目研究成果阐明了起垄覆膜条件下不同类型耕作部件、覆膜装置与种床土壤的相互作用关系研究,揭示了全膜双垄沟机械化覆膜覆土动态协同作业机理,创制了横腰带覆土式全膜双垄沟覆膜联合作业机和全膜双垄沟双幅覆膜覆土联合作业机,形成了全膜双垄沟种床机械化高效构建理论与方法。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
2

面向云工作流安全的任务调度方法

面向云工作流安全的任务调度方法

DOI:10.7544/issn1000-1239.2018.20170425
发表时间:2018
3

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

DOI:
发表时间:2018
4

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

DOI:10.7498/aps.70.20210004
发表时间:2021
5

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的种间和种内变异研究

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的种间和种内变异研究

DOI:10.5846/stxb202009292521
发表时间:2021

戴飞的其他基金

相似国自然基金

1

基于直插破膜成穴特性的玉米全膜双垄沟机械化播种方式作业机理及其产量效应研究

批准号:51405086
批准年份:2014
负责人:戴飞
学科分类:E0506
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

全膜双垄沟播玉米水肥协同作用机理研究

批准号:30960187
批准年份:2009
负责人:牛俊义
学科分类:C1309
资助金额:26.00
项目类别:地区科学基金项目
3

双垄沟播喷灌垄-沟-膜孔界面水分汇流入渗特征与作物生理响应机制

批准号:51769002
批准年份:2017
负责人:丁林
学科分类:E0902
资助金额:37.00
项目类别:地区科学基金项目
4

马铃薯全膜双垄连作种植对土壤质量的影响

批准号:31260311
批准年份:2012
负责人:秦舒浩
学科分类:C1312
资助金额:52.00
项目类别:地区科学基金项目