基于热流固耦合行为的摆式犁犁铧凿削损伤的确定方法技术

本发明专利技术公开了基于热流固耦合行为的摆式犁犁铧凿削损伤的确定方法，包括如下步骤：步骤一、设置求解过程基本假设；步骤二、确定边界条件；步骤三、建立摆式犁犁铧的流体域和固体域的求解模型；步骤四、网格划分；步骤五、建立摆式犁犁铧流体域、固体域以及传热特性的控制方程；步骤六、建立摆式犁犁铧热流固耦合模型，采用数值方法求解。本发明专利技术考虑了流场、固场和温度场三者耦合行为对摆式犁犁铧凿削损伤的影响。

【技术实现步骤摘要】
基于热流固耦合行为的摆式犁犁铧凿削损伤的确定方法
本专利技术属于农业机械
，具体涉及基于热流固耦合行为的摆式犁犁铧凿削损伤的确定方法。
技术介绍
犁铧是摆式犁体上重要的耕作部件。当摆式犁田间作业时，犁铧的铧尖区为其最关键的工作部位。铧尖的主要作用是入土、切土，此时，土壤因原有结合力的联系破坏而变形、破裂；铧尖区也会因土壤、砂石的反复扰动和凿削作用，诱发耕犁损伤：形成塑性变形冲击坑、造成微区冷作硬化、出现磨屑剥落，对犁体的切削寿命和使用性能影响较大。因此，确定摆式犁犁铧的凿削损伤对改善摆式犁耕作性能、提高犁体作业寿命具有非常重要的现实意义。目前，人们为了确定摆式犁犁铧铧尖区的凿削损伤，主要采用三种方法：传统分析法、离散单元法和有限元分析，具体研究成果如下：TerzaghiK假定耕作土壤为刚塑性体，提出采用静力学平衡传统分析的方法，求解以自由面、耕作部件与土体的相互作用边界以及破裂线(面)组成的力隔离体，确定了犁铧铧尖区土体载荷的变化及分布状况。HornerDA通过研究土壤-犁体相互运动过程，提出将土体看作独立不连续质点集合体的设想，采用基于牛顿运动定律的三维半球离散单元法，研究了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于热流固耦合行为的摆式犁犁铧凿削损伤的确定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、设置求解过程基本假设；步骤二、确定边界条件；步骤三、建立摆式犁犁铧的流体域和固体域的求解模型；所述流体域的求解模型为：当|τ|＞τY时，

【技术特征摘要】
1.基于热流固耦合行为的摆式犁犁铧凿削损伤的确定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、设置求解过程基本假设；步骤二、确定边界条件；步骤三、建立摆式犁犁铧的流体域和固体域的求解模型；所述流体域的求解模型为：当|τ|＞τY时，当|τ|≤τY时，其中，τ为剪切应力；为剪切应变；τY为屈服强度；μ为塑性粘度；步骤四、网格划分借助热流固耦合专业软件对摆式犁犁铧的流体域和固体域进行网格划分；步骤五、建立摆式犁犁铧流体域、固体域以及传热特性的控制方程；步骤六、建立摆式犁犁铧热流固耦合模型，采用数值方法求解，获得流体域、固体域和温度场的变形情况。2.根据权利要求1所述的基于热流固耦合行为的摆式犁犁铧凿削损伤的确定方法，其特征在于：所述步骤三中，固体域的求解模型为：式中，εx、εy、εz、γxy、γyz、γzx为某一点处的应变分量；σx、σy、σz、τxy、τyz、τzx为某一点处的应力分量，MPa；α为热膨胀系数，1/K；Δt为温差，K；G为剪切弹性模量，MPa；E为杨氏模量，GPa；μ为泊松比；u、v、w分别为x、y、z方向上的速度分量，m/s。3.根据权利要求1所述的基于热流固耦合行为的摆式犁犁铧凿削损伤的确定方法，其特征在于：所述步骤五中，流体域控制方程包括连续方程、动量方程和能量方程，其中连续方程为：式中，ux、uy、uz为x、y、z方向的速度分量；ρ为密度；t为时间；动量方程为：式中，p为流体微元体上的压强，Pa；；τxx、τxy、τxz等为黏性应力τ的分量，Pa；fx、fy、fz为x、y、z方向的单位质量力，m/s2，若质量力只有重力，z轴竖直向上，则f...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏民，朱林，罗锋，章文峰，尹成龙，任天健，
申请(专利权)人：朱林，
类型：发明
国别省市：安徽,34