基于ADAMS的小型甘蔗收获机——地面系统建模与仿真的研究

甘蔗是我国南方的主要经济作物之一，作为全世界第三大产糖国，甘蔗收获的机械化程度不高是制约我国的甘蔗产业发展的主要因素。虽然甘蔗收获机的研制在最近的几年里得到了发展，但仍没有完全成熟的产品问世。我国南方多丘陵、坡地，土壤含水量大，多是粘性红土，这些复杂、特殊的地形地面和土壤力学特性给甘蔗收获机的设计带来了很大的困难。尤其对于小型甘蔗收获机，由于其机型小，在行走过程中，受地面因素的影响，常会发生打滑、侧翻、前倾、后倾等危险的问题。因此，研究在我国南方地域的小型甘蔗收获机——地面系统，提高其行走性能具有重要的现实意义。 本文采用了虚拟样机的研究方法，在大型动力学自动分析软件ADAMS中创建型甘蔗收获机——地面系统模型，运用仿真分析的手段，得到了小型甘蔗收获机行走过程中的大量数据。本文首先从计算机视景显示的角度出发，运用数字地理和三维数据场可视化的原理，构造了在ADAMS中可显示的，并能反映广西地理特征的三维数字地形模型。然后，从车辆——地面系统研究的角度出发，运用土力学的知识及Bekker经验公式及研究方法，并研制了土壤压力沉陷试验仪，在我国南方甘蔗主要产地之一广西省的武鸣和明阳地区采集了数据， 并进行了回归分析，对基于ADAMS的土壤建模进行了研究，创建了平 板和离散化的土壤模型，并对小型甘蔗收获机—土壤系统进行建模 和运动仿真。本文还借助Visual Studio .NET的面向对象的编程优 势，针对地面谱数据文件编写的大量重复工作，编写了地面谱数据文 件自动生成的软件，为小型甘蔗收获机—土壤建模提供了快捷方便 的工具。