3华中农业大学本科毕业论文撰写规范(自然科学类).doc

确定简单耕作工具在高速下的耕作草案 摘要:田间试验是用五种不同的刀片在沙壤土和粘土土壤中，以垂直速度高达18毫米每毫秒的速度去确定耕具的速度关系。根据世界粮农组织的调查，这些土壤含C型钙和H型钙。为了确定土壤的力学性能，科研人员对相关模型的结果进行了预测。结果表明，该草案至少增加了3到5个临界速度。通过比较：纵向传播速度在土壤中形成压力波，这个压力波使土壤颗粒获得一个速度，并产生土壤的破坏速度。显而易见，这些速度与关键性速度范围有关。正如之前提出的，当耕作速度处于临界速度范围内时，土体变形量将减少。因此，检测耕作在临界速度范围内的动态效果是关键。 1.介绍 该草案作为一个耕作工具耕作速度的预测，是一个重要的耕作评估标准，可以在室外或实验室内进行测试。早在1908年Davison和大通银行（1908）就描述了这种设备，这种设备可以进行草案确定和速度测定。从那以后，研究人员进行了许多调查。 这种测量有两种方法。第一种方法可以用来确定草案和测定速在 田间进行。草案和速度方程由回归分析的测量数据得到（Transfix等人;Owen,1964年;Summers等人，1984年；Owen，1989年）年；美国农业工程师学会，农业机械学刊，1992年）。这种方法可以精确地描述观察到的现象，但对于耕作工具为何需要草案，它没有给出理论原因。第二种方法采用分析法，即用发展模型去预测不同条件下的草案。这些结果与其他实验结果进行比较（1956年，Payne；1961年Rowe和Barnes；1972年，Wilmer和Lath；1984年，Upadhyaya）。 所有实验结果表明，铧式犁和圆盘犁草案速度大小为实验速度的平方，许多其他耕作机具的草案增加了班轮的速度。这些关系显然是典型领域的速度，这是仅用于4毫米每毫秒之内。超过这个速度，关系式就不同了。Hendrik和Gill（1973）总结了许多前苏联的书籍，他们发现，在草案中，在某一速度（关键速度）的基础上增加的速度小于临界速度。此外，干扰速度和土壤变形速度高于临界速度。临界速度范围通常在6到10每毫秒。 2.文献回顾与理论 耕具在一定的速度下耕作时，压力波便传播到土壤。人们已经提出几个方程来计算的压力波在土壤中的传播速度。美国测试和材料协会（ASTM，1988）提出了下面的方程，即纵波方程，其中E是杨氏模量，p是土壤密度，v是泊松比： Kondner（1968）则用一个类似三维模型的公式计算压力波在粘土 中的传播速度: Kondner（1968）发现，杨氏模量E是变化的，但取决于压力应变和时间。还有其他因素影响压力波在土壤中的传播速度。Hampton和Wetzel(1968）进行了沙质土壤和粘土的实验，并对外报道，在含水多的土壤中，波的速度将下降。在粘性土中，播的传播速度要小于在沙质土中的传播速度，这是因为大量衰减粘土的存在。Nazci和Tayor(1968）调查了粘土土壤样品，并发现增加一个波速，可以减少孔隙体积或者增加抗剪强度。Yang等人（1968）发现了一个粘土模型，并与其他实验数据做了比较。在这期间内的压力是有效的，对杨氏模量和粘性有很强的影响。Ross等人（1989）考察了波速在部分水分饱和的人造土壤中的速度，并证实了水分的强大影响。最后Azyamova（1963）得出结论：耕作工具的草案运行速度提高，因为压力波是耕作工具在有限的速度内引起的。这就是为什么土壤含有较少的能量，草案增加的速度较低。 压力波的传播速度u，并不等于土壤颗粒的速度，后者随着压力波而改变。Hunter（1960）提出了一个波在粘性体中传播的理论。对于一个长度为X（0Xx）和横截面积为A的粘性杆，如果一个质量为m的物体以速度v打击杆的底端，我们便得到了下面的压力波方程，其中a是衰减常数，t是时间，为在点x和时间t处的正常压力： Baker和Triandafilidis（1968）研究了粒子速度和波速之间的关系，并提出了下面的方程： 方程（4）对应Hunter的方程（3）。如果在粘性杆的末端粒子的速度是质量为m的物体在时间为零时的影响速度，那么，用方程（4）可以描述波传播速度和粒子速度。如果这样计算的话，耕作工具表面的正常压力是必须知道的。在第一个近似计算中，平均正常压力会被用到，要用下面的方程计算，其中F是草案，d是耕作深度，w是耕具的宽度： 必须强调的是，在土壤工具表面正应力是不统一的。Chi和Kushwaha（1989,1990）用有限元法计算工具表面正应力，并发现最大的正压力在耕具的边缘。 Cupta和Pandya（1967）用方程（4）去预测铧式犁和圆盘犁的草案。为了便于