Определение параметров зерноуборочных жаток на основе математического моделирования технологического процесса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат технических наук Гутров, Михаил Александрович

• Гутров, Михаил Александрович
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Гутров, Михаил Александрович

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ

ЧАСТЬ I. Модель деформирования хлебной массы, при контактной взаимодействия с граблиной ¿готовила

стебля злаковой культуры

I Д. Методы расчета деформированного состояния стебля .,,,,

1.2. Методы расчета деформирования и разрушения стебла срезом

1.3. Специашш архитектоника растений

1.4. Задачи дальнейших исследований

Глава 2. Расчет деформированного состояния одного стебля

злаковой колосовой культуры

2.1. Допущения и гипотезы принимаемые при расчете деформированного состояния стебля злаковой культуры., как объекта межаташ гибких, стержней

2.2. Вывод дифференциальных уравнений равновесия стебля

2.3. Численное интегрирование дифференциальных уравнений

2.4. Оценка погрешности численного интегрирования диффе-

ре нциал ь н ых у равнений рав новесия

Глава 3. Моделирование ковд&ктикш задачи нелинейного деформирования стебля злаковой культуры граблиной мотовила

3.1. Расчетная схема стебля злаковой культуры при контактном взаимодействии с граблиной мотовила

3.2. Сводная система уравнений для решения контактной задачи взаимодействия грабшны со стеблем

3.3,Численное решение задачи контактного взаимодействия

грабли ны со стеблем

3.4. Результаты расчета контактно! зада® 64 Глава 4, Модель деформирешяш ждебщой. шщ грабянщдй:

мотовила зершуборочимх жаток„

4.1. Анализ реализуемых форм деформирования; грушм. стеблей

4.2. Модель контактного деформировани 1 хлебной- массы без учета сил взаимодействия между стеблями

4.2.1. Общая система уравнений

4.2.2, АдаиШ результатов расчета деформирования.'хлебной массы

4.3. Модель контактного деформирования хлебной массы с учетом сил взаимодействия между стеблями

4.3.1. Общая система уравнений

4.3.2, Модель контактного деформировали, двух стеблей

4.3.3, Расчет деформирования группы .стеблей.._____

4.3.4. Анализ результатов расчета

4.4. Анализ двух моделей деформировани» раетшжж

4.5. Сравнение величин основных технологических параметров» применяемых ври обосновании выбора регулировок мотовила, с полученными расчетными данными

4.5.1. Коэффициент полезного действия мотовила

4.5.2. Положение центра тяжести злаковых культур

Глава 5. Методика расчета стеблевого полегания злаковых

зерновых культур

5.1. Номограммы для определения максимальных прогибов рас- 118 тений

5.2. Методам расчета степени и направления полегл ости злаковых зерновых культур

5.3. Лку сти ческм й метод определения физико-механических свойств стеблей злаковых колосовых культур

Глава 6, Экспериментальная проверка математической модели деформировиння стеблей злаковых колосовых культур

6.1.Деформированное состояние одного стебля йод действием заданной тшитш нагрузки

6.2.Деформированное состояние одного стебля при контактном взаимодействии с грабдиной мотовила

6.3.Деформированное состояние двух стеблей при контактном взаимодейс^жй с граблшой мотодала

ЧАСТЬ П. Деформирование к разрушение стебля злаковой

культуры в процессе резания

Глава 1. Экспериментальное исследование деформированного

состоянии стебля приг разрушении срезом

7.1. Квази статическое контактное деформирование и разрушение стеблей злаковой культуры

7.1.1. Экспериментальная установка для резания стеблей

7.1.2, Резани© при высокочастотном колебании нротиворежу-

щей пластины

7.2.Анализ диаграмм резания стеблем

8. Расчет количества энергии? необходимого для привода

жатки зерноуборочной машины

8.1. Расчет мощности на привод режущего аппарата жатж ЖВН-6А

8.2. Расчет мощности привода жатки ЖВН-6А (мотовило я режущий аппарат)

8.3. Расчет экономической эффективности внедрения результатов, полученных, по предложенным матемашчшгам.. моделям

9. Заключение и выводы

Литература

Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Определение параметров зерноуборочных жаток на основе математического моделирования технологического процесса»

ВВЕДЕНИЕ

Создание на современном этапе высокопроизводительных сельскохозяйственны?? МОДЩ щ. агрегатов связано с. более точным проецированием и расчетом процессов йзшжодежствшг рабочих органов уборочных машин с объектами уборки иди обработки, В соохветсттаи. о общей, котаев.щзш. развитая: мезщшш-ции уборочншс работ зерновых на ближайшие 10-15 лет [6,50] далесообразщ разработка жаток имеющих более дашуш металлоемкость в.- сравнении с существующими щовструщцшми: 120-240 кг на метр щирицы захвата да» самоходных. жаток и 185-190 для. прицепных.. В связи- с чем,- основной.- задачей.-конструкторов и учшых? сельхозмашиностроителей в области создания жаток для эффективной, реализаций прямого комбайниреванж» и. раздельной, уборки, является обесйечение хозяйств жатками шириной захвата от 3,5 до 13 метров, хедерами от 1,8 до 11 метров. Снижение металлоемкости:, увеличение ширины, захвата й рабочих скоростей сед&скбхозшствсшж^ моинш прбдшишя: повышенные требования, к точвоета инженерных проектировочных расчетов^ выбору технологических параметров, влияющихка качества уборки» оценке потерь^ возникающих .ори взаимодействии рабочих органов машин с растениями. В связи с этим, важной задачей земледельческой механики^ является разработка математических., моделей. сельскохозЛсТвшнмх. растеши, взаимно воздействующих с рабочими органами сельскохозяйственных механизмов и машин.

• Объектом иоелмовщм. щщшш живой организм, сложный, как но внутренней структуре, так и по свойствам, присущим данному организму, изменяющимся в процессе роста. Поэтому в дадьнейщем будем рассматривать только состояние восковой ш полной' спелости стеблей злаковых культур;

• С точки зрения механики, даже при фиксированном времени, стебель злаковой культуры следует .рассматривать как неоднородный, анизотропный, гибким. стержень, Задачи..о. деформировании, таких стержней шшштичсским-ж мешда&ш» как прадшо, не решаются,. В оатзж с этаж, требуется, разработка соответствующих чиедешшх методов.

Созданий единых методов оцейш и расчета йайряжевюо-деформированного шстдадая гругош стеблей при контактном, взаимодействия с рабочими оргащвш уборощых машин» позволит более точно учитывать потери энергии, потери зерна, и, соответственшо, затраты ш выполнение тех; иди. иных видов сельскохозяйственных работ. С другой стороны, создание единой методики ртщтия контактных задач дозволит ловнштъ .эффективность и качество проектирования сельскохозяйственной техники, а разработка стандарта на решеше укшашнх.. задач, значительно упрости .работу -.-щшевдза-проектировщика. В целом, это позволит выйти на качественно новый, уровень сельскохозяйственной, техники.

В соответствии с изложенным ь-мшс, была определена цель данной работы, заключающаяся в создании модели стебля злаковой культуры адекватно описывающей известные экспериментальные результаты в области исследования технологического процесса жаток зерноуборочных машин. В частности требовалось:

• Основываясь на механике гибких стержней построить математическую модель контактного взаимодействия граблинъг мотовила со стеблем заащйои колосовой »удьтуры;

• Предложить м.о дел ь дефор м и ро ваи и я и разру ше н и я стсоля при его зании;

• Разработать методики использования полученных моделей при:

1. цроедшроваши оедьскохозшствешой техники;

2. оценке потерь, возникающих при уборке хлебной массы;

3. прогнозировании полегаемости сельскохозяйственных культур,

• На основе подученных методик, разработать программный пакет для ЭВМ, позволяющий рассчитывать деформированное и напряженное состожнда стеблей злшовшс культур.

Содержание диссертация состоит из введения, двух частей (первая часть включает в себя шесть глав, вторая часть - две главы), заключения и списка литературы и приложений.

Первая чащ» щстощдей работы посвящена исследованию контактного взаимодейетш мотовила с группой стеблей при различных технологических параметрах работы зерноуборочной жатки. Ряд результатов, полученных на основе предложенной модели, позволили впервые описать математически неблагоприятные технологически явления, как опрокидывание растений через планку, наматывание растений на граблину мотовила. Кроме того, впервые численно рассчитан» значения коэффициента взаимодействия между растениями [47] и коэффициента полезного действия мотовила при., работе на тареуплотмешюм хлебостое.

В главе первой приведен обзор существующих методов расчета на прочность стеблей злаковых культур, при различных видах их нагружения. Проведен анализ существующих моделей деформирования стеблей. На основе сделанного анализа сформулированы задачи далБнейпшж исследований.

Во второй главе рассмотрены основы расчета напряженно-деформированного состояния стебля злаковой колосовой культуры. Изложены основные гипотезы, принимаемые при расчете стебля. Получены дифференциальные уравнения, описывающие математическую модель стебля. Изложена методика решения краевой задачи деформирования стебля на основе численных методов. Проведена оценка погрешности, численного решения задачи

В третьей главе описывается математическая модель деформирования стебля с граблшс» мотовма жален.. Впервые для рассматриваемое контактной задачи подучена замкнутая система дифференциальных и алгебраических урав-

нений. Изложен алгоритм чжсленнот решшия полученной системы уравнений. Получены зависимости величины и направления контактной силы и координаты точки ее приложения в функции параметра кинематического режима работы мотовила. На основе результатов расчета проведена оценка-возможности- вымолота зерна щ колос« граблиной мотовила,

В четвертой главе проведен анализ реализуемых форм деформирования цескодькйх С'шбйви. ирй контакте с 1рабшшой моювшш. Рассмотрены два,.предельных ещучазг деформирования вдда стеблей: с учетом контактных сил между растениями (1-я модель) и без учета сил взаимодействия (2-я модель). Для случая равномерного распределения стеблш: о о поверхности поля получена сводная система уравнений для первой и второй моделей деформирования хлебной массы, а также приведены алгоритмы и методики, их ч&слешдош решения. Для второй модели деформирования хлебной массы сформулжроважи условия совместности Перемещений стеблей в деформируемой группе. Приведены расчетные зависимости контактной силы между группой стеблей и грабли-ной в функции кинематического режима работы жатки и времени контакта; изменение величины контактных, сил между стеблями (для второй модели деформирования); эшоры внутренних силовых факторов; вид деформированнот

та, получшньж.вд двум моделям деформирования. Приведены ашроксимаци-

ТТт

новнбк технологических параметров работы, мошияа жатки с полученными расчетными данными. Сделаны выводы об адекватности порченных .расчет* ных данных реальным технологическим процессам жаток зерноуборочных машин. Определены опасные, с техйологщесдай точки зрения, режимы работы мотовила^ Даш решмендаджи та решшам жешушщш жатки.,.

Пятая глава- шюшшкена разработке методики прогнозирования полегаемости колосовых еельекохшяйственных растений под действием неблагоприятных условий внешней среды (ветер, дождь). Методика разработана на базе ра-

и

нее рассмотренного решения о напряженно-деформированном состоянии стебля злаковой культуры под действием известной внешней нагрузки. Получены номограммы для определения: составляющих максимальных: прогибов растений, в защсимое-т от .вфлмчиньг равномерно раеррщшернож яо дщине стебля нагрузки, а также жесткости его поперечного сечения* Приведен пример расчета но изложенной методике. В данной главе также приведены результата! эксперимента онредедшиs .фш$шко-мтшшчтш% свойств стебля злаковых колосовых куйьтур акуйш^ескйм ейособом. Изложена методика проведения эксперимента, позволяющая: определять физико^механические свойства стебля в функции влажности стебля. Также, разработаны., две вспомогательные методики по расчету шгошада поперечного .сеченш стебля злаковой куздатурм, определению плотности материала, стебля.»

В шестой главе проводится экспериментальная проверка адекватности предложенной математической модели расчета, напряженно-деформированого состояния сте&щ при ^ейстшк известной: «чей. нагрузки, а также при. контактном взаимодействии стебля с абсолютно жестким телом, Сделан. вывод о верности принятых рабочих гипотез.

Вторая, часть настоящей работы, посвящена экспериментальному исследованию деформирования и разрушения стебля злаковой колосовой культуры резанием, а также расчету необходимой энергии на привод зерноуборочной жатш.

В седьмой главе приводятся результаты экспериментального исследования рщрущщда срезом стеблей злаковой колосовой культуры гладкими сег* ментами и. сегментами с насечкой при квазиетатичшком нагружшии.» Разработана экспериментальная установка штоляюищя измерять величину смдм нии, а также фотографировать форму деформированного состояния поперечного сечения стебля. Подучена экспериментальная зависимость изменения: силы резания в завЕсжмосш от перемещения, ножа. На основе подученной экшери-менталыюй зависимости выделены основные фазы деформирования и разру-

шенвд стеблей злаковой колосовой культуры при резании. Для характерных переходных то^ек диаграммы резажия, получены фотографии -формы деформированного состояния поперечного еечшиж стеблей. Сделан, анализ формы деформированного едшженж поперечного .сечшш. стеблей различной абсолютной влажности. Также нроведев сравнитежшщй эксперимент резани.» стеблей .злаковой культуры при высокочастотном колебании, противорежущсй. пластины. Результаты, жсперимемта, позволяют говорить о ярашжчеоки. важном, эффекте уменьшении: абссшотагат величины: силы- резания: Получено знаиежие коэффициента динамичности, связывающего величину силы резания при статическом и динамическом нагружениях. В ^г тчении данной' гдавы, проведена, качественная оцеща верности полученных диаграмм резаизшг ш основе, имеющихся в литературе сведший (осциллограмм изменения жанршешш в деталях режущего аппарата жатки).

В восьмой главе данной работы, на основе математической модели контактного деформирования: хлебной массы, грабдикой мотовила (преджожшжой в части первой), и экспериментальных данных по разрушению срезом стебля злаковой культуры, проведен .расчет минималшош потребного количества энергии, необходимой данг обеспечения работоспособности, жатки ЖВН-6А, Сделан сравнительный анализ реальных и расчетных энергозатрат ■ на привод зерноуборочной жатки, Дано заключение о запас© суммарной .подводимой энергии к режущему аппарату и мотовилу жатки.

В заключенш сшшш выводы: об основных результатах, полученных в данной рабо-ге.

В приложение вынесены некоторые вопросы связанные с проверкой модели ДефорМирОЩШ«.. й,разрушежжж стебля тгртг различных видах. ШРрущт'ия; сведения по физико-механическим свойствам и геометрическим параметрам стеблей сед&сшжозяжственных--культур; алгоритмы и программы расчета рассматриваемых задач; технические данные аппаратуры использованной при проведении экспериментов.

Основные результаты работы докдэдьтошщсь на научно-технических конферещиях Челябшсшш государственного -агроинженерного университета (секция «Мшаника и прочность»), на научно-технической конференции Сибирской государствадшй щщшжв. вутей. сообщения (секция «Проблемы прочности и вершрзташощего контроля элементов транспортных конетрукций»У ш научном семинаре кафедры «Строительная механика» (Южно-уральский государственный удаверситвт), на заседании кафедры «Уборочные машины» (Челябинский агроинженерный университет). Часть результатов научных исследований, по теме диссертации^ опубликованы: в 3. .статьях («Вестник. ЧГАУ») ж 4 тезисах докладов.

Данная работа выполнена на кафедре «Сопротивление материалов» Челябинского государственного агрожижеиернош университета.

ЧАСТЬ I. МОДЕЛЬ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ХЛЕБНОЙ МАССЫ ПРИ

ж, .мг г!^!/!^!!!^!* МОТОВИЛА

При уборке хлебной масс» на стебли растений действует ряд внешних, контактных сшж со стороны рабочих органов зерноуборочных машин, под действием которых.-хлебная масса деформируется: ж разрушается. На-каждом технологическом этапе уборки хлебной массы (подвод стеблей.! режущему аппарату, срез растений й важно, чтобщ действие рабочих органов штщ было строго определенным ■— без побочных эффектов, вызывающих потери зерна. Ясно, что избежать потерь зерна полностью же удастся, однако,, для тоет чтобы свести потери к минимуму, .необходимо знать реальную функцию изменения контактных сил во времени. Определить величину контактных сил,, возникающих. между убирашмммж. растениями и. мотовилом:, жатки.,, можно только решив задачу о нанряженно-деформированном состоянии группы стеблей, деформируемых планкой мотовила. Использование расчетных данных о деформированном состояшш. еще же срезанных, стеблей» а также о положении стеблей в момент срезания и после него,, позволяет.более корректно рассчитать технологические параметры. жаток еедьскохозяйствемних: агрегатов еще на стадии их проектирования ж тем самым свести к минимуму экспериментальные работы по исследованию самой жатки, как нового.механизма. Получение достоверных расчетных данных о деформировании группы стеблей возможно только в том случае, если: есть штештжческш\моделв..адекватао огошвашщая все процесс«: происходящие при, ташмодейетвиж рабочих органов с растениями.

Данная часть работы посвящша исследованию методов расчёта деформированного состояния хлебной массы при воздействии на нее мотовила жаток зерноуборочных машин, а также разработке математических моделей деформирования труппы стеблей.

Традиционно, вспомогательные операции по поднятию полеглого хлеба, подвода стеблей к режущему аппарату, созданию подпора участку хлебной

массы в момент среза, очистке режущего аппарата от уже срезанных стеблей и их укладку на транспортер жаш выполняет мотовило. Необходимость- применения мотовила объясняется еще и тем, что режущий аппарат, жестко закрепленный на зерноуборочной машине, давит на.стебли убираемых растений и отклоняет их вперед. Поэтому срезан ныс стебли, могут не попасть на, транспортер жатки, а отклошве* в направлении двнженмж жомбайяа, оеятшш* неубранными.

При редком зшебостое стебли располагаются на ^нйщтелшом рйсшщ-нии друг от друга и под влиянием толчков со стороны подрезающего' их ножа могут, беспорядочно сваливаться, на. транспортер и- загромождать нож, ухудшая условия его работы [84]. Правильно работающее мотовило должно подводить, удерживать и укладывать перпендикулярно ножу стебли на транспортер, при этом исключаю®«- ударные воздействия мотовила на хлебную: массу. Практически, это никогда не выполняется, что является причиной потерь зерна как в несрезаниых растениях, так: и. свободным зерном..

В соответствии с агротехническими, нормами, приняты следующие допуски потерь; при уборке прямостоящих зерновых культур — 0,5%, полеглых -1,5%; при уборке прямостоящего риса - 1%, полеглого 2,5%; Однако по сведениям [42], потери при скашивании, например, прямостоящего ячменя на скорости 7-10 км/ч составляют 0,4-1,3 % (суммарные потери зерна) из них зерном в уже срезанных колосках 0.1-0,9%. Ниже, в таблице I приведены сведения [42]. о суммарных потерях и их структуре для озимой пшеницы при ее уборке разными типами жаток на скоростях 5*7.5 км/ч.

По данным [42], тип жатки (ЖНС-6, ЖВП-бА, ЖРС-4.9, ЖШН-6-12) несущественно влияет на величину и структуру потерь вследствие наличия ш этих жатках аналогичных рабочих органов. Главное влияние на потери зерновых.- оказывает состояние убираемой культуры, В отдельных случаях, при уборке перестоявшего хлеба, потери достигают 2.3%,

Заключение диссертации по теме «Технологии и средства механизации сельского хозяйства», Гутров, Михаил Александрович

9. ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

Накопленные к настоящему времени данные об эксплуатации конструкций зерноуборочных машин показывают их высокую энерго- и металлоемкость, что свйзаво с отсутствием надежных методов расчета, адекватно описывающих процессы контактного взаимодействия стеблей злаковых культур с рабочими органами машин.

Для снижения энерго- и металлоемкости конструкций в этих условиях необходимо исследование влияния ряда не учитывавшихся ранее факторов, связанных с геометрической нелинейностью деформирования стеблей злаковых культур; изучение процессов контактного взаимодействия групп стеблей с рабочими органами машин, сил резания; создание на этой основе и доведение до практического применения соответствующих методов расчета конструкций. В рамках решения этой проблемы в диссертации получены следующие основные результаты:

1. Разработана новая математическая модель технологического процесса контактного взаимодействия граблины мотовила зерноуборочных жаток с растениями злаковых культур, использующая минимальную информацию о и и /—• свойствах растении - жесткость стебля, которая позволяет, в отличие от других существующих моделей прогнозировать в широком диапазоне условий и с приемлемой точностью процессы деформирования стебля и контактного взаимодействия группы стеблей в период молочно-восковой и полной спелости с рабочими органами машин, а также исследовать процесс подвода хлебостоя к режущему аппарату жатки.

2. С помощью разработанной модели и методики расчета впервые численно рассчитано деформированное состояние группы стеблей при контакте с граблиной мотовила, определена функция изменения контактных усилий между хлебной массой и мотовилом жатки в процессе их взаимодействия, рассчитана диаграмма изменения точки контакта граблины с убираемыми растениями, на основе которой определены «опасные» диапазоны кинематических режимов работы мотовила. Так, для высоты хлебостоя Ь=0,75 м благоприятным диапазоном является А=1,2. 1,57; переходный диапазон 1,58. 1,78; опасный диапазон Л,=1,79.2,(Ю.

3. Разработаны номограммы для определения максимальных прогибов растений при известных физико-механических свойствах стебля, метеосведениях о продолжительности атмосферных осадков и предложена методика расчета полегаемости злаковых зерновых культур с учетом розы ветров, позволяющая рассчитать степень и. направление полегл ости хлебостоя, что дает возможность прогнозировать неблагоприятные условия уборки, а также выбирать направление движения зерноуборочных машин.

4. Проведенные экспериментальные исследования показали адекватность разработанной модели деформирования стебля. Погрешность модели при определении максимальных перемещений стебля составляет менее 5%. Разработана методика определения продольного модуля упругости стебля акустическим способом на основе стандартного ультразвукового дефектоскопа УД-МП.

5. Спроектирована экспериментальная установка для исследования процесса деформирования и разрушения срезом стеблей злаковых культур. Подучена экспериментальная зависимость изменения силы резания при статическом нагружении. Впервые обнаружен эффект уменьшения силы резания стеблей за счет высокочастотных колебаний противорежущей пластины более чем в 2 раза.

6. Рассчитанная по предложенным, моделям деформирования мощность на. привод мотовила и режущего аппарата жатки ЖВН-6А составила 4,33 кВт (экспериментальное значение 4,8.8.7,12 кВт). Проведенный на основе полученных контактных усилий проектировочный расчет показал, что применение в конструкции мотовила композитных, полимерных материалов и более высокопрочных сталей позволит снизить общую массу более, чем на 20 %.

7, Экономический эффект от использования результатов, полученных на основе .предложенных моделей взаимодействия рабочих органов зерноуборочной жатки с убираемыми растениями, составляет (в ценах 1999г.):

• 775,, Л020 руб/ч (573„,615 кг усл. т/ч) при проведении натурных испытаний сельскохозяйственной техники; 3,0., 3,5 тыс. руб. (573 .615 кг усл. т/ч) при производстве одной жатки ЖВН-6А;

• 1800. .4000 руб. (316. . 701 кг усл. т) при эксплуатации одной жатки, в зависимости от годовой загрузки зерноуборочной машины.

Суммарный предполагаемый экономический эффект от внедрения полученных в данной работе результатов при изготовлении и эксплуатации жаток ЖВН-бА составляет 4800. .7500 рублей в расчете на одну жатку.

Разработанные методы расчета технологического процесса деформирования хлебной массы граблиной мотовила, а также проверочные расчеты некоторых узлов и деталей зерноуборочной жатки реализованы в виде пригодного для практических расчетов пакета ЭВМ-программ ж приняты к внедрению во Всероссийском научно-исследовательском институте механизации сельского хозяйства.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Гутров, Михаил Александрович, 1999 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Айтуреев А.М., Соснин В.А. О закономерности прогиба сельскохозяйственных растений. // Труды Казахстанского СХИ. 1971. Т XIV. Вып. 1. «Вопросы механизации и электрификации сельскохозяйственного производства». С 56-71.

2. Александров В.Г. Анатомия растений. -М: Советская наука, 1966.

3. Амосов A.A., Дубинский Ю.А., Копченова Н.В. Вычислительные методы для инженеров: Учеб. Пособие. - М.: Высшая школа, 1994. - 544с.

4. Ахундов А.Д. Исследование процесса резания тонкостебельных сельскохозяйственных растений. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. (05.410). Кировобад, 1970, -17с.

5. Байнер Р. и др. Основы сельскохозяйственной техники. -М: Сельхозгиз, 1959,-552 с.

6. Бледных BJB, Косилов Н.И, Рогоза В.Е, Урайкин В.М, Современные зерноуборочные

КОМбиЙНЫ # GOCTÖMHIiC тенденции и концепция развития: Учебное пособие/ ЧГАУ. - Челябинск, 1998 - 70 с,

7. Бляхерова P.M., Забазный М.Г., Пруцкова. Пшеница. - М: Колос, 1973, -208 с.

8. Богданов H.A. Исследование технологического процесса режущих аппаратов уборочных машин с целью улучшения их работы. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук (05,06,01), Ленинград-Пушкин, 1974, -24с

9. Босой Е,С. и др. Теория, конструкция и расчет сельскохозяйственных машин. М: Машиностроение, 1977. - 586 с.

10. Босой Е.С. Механико-технологические основы процесса резания стеблей сельскохозяйственных растений режущими аппаратами уборочных машин. Автореферат на соискание ученой степени доктора технических наук. Киев, 1966, -39с.

11. Босой Е.С. Режущие аппараты уборочных машин (теория и расчет) - М: Машиностроение, 1967, с. 19-44.

12. Босой E.G., Сизый В .В. Сопротивление стеблей резанию. // Научные основы проектирования сельскохозяйственных машин. Сб. статей. Ростов-на-Дону, 1977.

13. Босой Е.С., Чекановкин A.A. Физико-механические явления при резании грубоетебедьных сельскохозяйственных культур. - Ростов-на-Дону: РИСХМ, 1979. -47с.

14. Брик B.C. Исследование сжатия пучка параллельных стеблей. // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1968,№11 с. 45-46.

15. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. - 13-е изд, исправленное. - М: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986, -544с.

16. Бюллетень Всесоюзного научно-исследовательского института растениеводства им. Вавилова. Пшеница. Вып. 65. Л: 1976.

17. Ваншток A.C. Влияние длительного намокания стебля пшеницы и его прочность // Селекция и семеноводство, 1974 №6, - с 72.

18. Ваншток A.C. О возможности применения математических методов исследования в селекции растений. Резервы сельскохозяйственного производства // Сборник научных работ. Вып. 11. Растениеводство. Птицеводство. // Материалы научно-технической конференции Алтайского СХИ. Барнаул; Алтайское книжное издательство. 1971, с 143-150.

19. Ваншток A.C. Предвычисления полегаемости пшеницы. // Отчет НИО, №5085785, Алтайский НИИ сельского хозяйства, Б upHsyjij 1968, -46с.

20. Василенко И.Ф. Теория режущих аппаратов жатвенных машин. ОНТИ, 1937, 159с.

21. Гальченко И.Н. Полегание пшеницы при орошении и борьба с ним. Автореферат на соискание ученой степени доктора биологических наук. -М: Институт физиологии им. Тимирязева АН СССР. 1954. -32 с.

22. Ганенко С. В. Обоснование основных параметров устройства для среза колосовой части зерновых культур. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.(05.20.01). Челябинск, 1995. -19с.

23. Головко А.Н. К вопросам деформации стеблей при безопорном срезе. Конструирование рабочих органов сельскохозяйственных машин. Сб. статей, Ростов-на-Дону, 1973.

24.Горячкин В .П. Собрание сочинений в 3-х томах. - М: Колос, 1968, ТЗ. с. 34-36.

25. Гурин Б.Н. Обоснование рациональной схемы универсального мотовила к шнековой жатке и исследование его работы при прямом комбайнировании низкорослых зерновых культур. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Целиноград, 1979. - 28с.

26. Гутров М.А. Автоматизированная установка для исследования деформированного состояния моделей гибких стержней.// Проблемы прочности и не-разрушающего контроля элементов транспортных конструкций./ Тезисы докладов научно-технической конференции посвященной 65-летию университета. Новосибирск 1997 г. с. 168.

27. Гутров М.А. Исследование физико-механических свойств стебля злаковой культуры акустическим способом. // Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Проблемы совершенствования зерноуборочной техники: конструирование, организация производства, эксплуатация и ремонт». Ростов-на-Дону. 1999 г,

28. Гутров М.А. Модель деформирования хлебной массы граблиной мотовила и ее прикладное значение.//Тезись1 докладов XXXVIII научной конферен-

ции Челябинского государственного агроинженерного университета. Челябинск 1999. с. 34.

29. Гутров М.А. Определение геометрических характеристик и поперечных сечений стебля с использованием ЭВМ, // Вестник ЧГАУ, 1995, Т12.

30. Гутров М.А. Расчет силы контактного взаимодействия граблины мотовила с одним стеблем злаковой колосовой культуры.// Вестник ЧГАУ, 1999Д28.

31. Гутров М.А. Экспериментальное исследование разрушения срезом стеблей злаковых колосовых культур. // Вестник ЧГАУ, 1999,Т28,

32. Дорофеев В.Ф., Пономарев В.И. Проблема полегания пшеници и пути ее решения. -М: ВНИИТЭИСХ. 1970. -123 с.

33. Дроздов Н.И. Исследование процесса резания трав и зерновых культур режущими аппаратами уборочных сельскохозяйственных машин. -М.: Отдел научно-технической информации. 1961, -144 с.

34. Дутов В.Д. О некоторых физико-механических свойствах стеблей растений. - Труды Новосибирского сельскохозяйственного института. Т25, №5, 1964, с. 108-113.

35. Дьяконов В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке бейсик для персональных ЭВМ: Справочник. - М: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987, -240с.

36. Егорова Т.И. О колебаниях стеблей под воздействием ударов.// Земледельческая механика. Т10,1968, с 110-121.

37. Желиговский В.А, Экспериментальная теория резания лезвием. // Труды МИМЭСХ. №9,1940, с 27.

38. Жилкин В.А. Расчет на прочность и жесткость стеблей злаковых колосовых культур (сообщение первое). Вестник ЧГАУ, 1994, т4, с. 5-53.

39. Жилкин В.А. Расчет на прочность и жесткость стеблей злаковых колосовых культур (сообщение второе). Вестник ЧГАУ, 1996, т14, с. 22-49.

40. Жилкин В .А., Гутров М.А. Определение усилий подвода группы стеблей к режущему аппарату зерноуборочных машин.//Тезисы докладов междуна-

родной научно-технической конференции «Проблемы совершенствования зерноуборочной техники: конструирование, организация производства, эксплуатация и ремонт». Ростов-на-Дону. 1999 г.

41. Иванцов В.И., Примак В.Н., Власенко В.А. Качество работы беспальцевого режущего аппарата на уборке зерновых культур. // Конструирование рабочих органов сельскохозяйственных машин. Сб. статей, 1973. Ростов-на-Дону.

42. Иванцов В.И., Солошенко О.И. Валковые жатки. - М.: Машиностроение, 1984, -200 с:

43. Ивашко А,А, Вопросы теории резания органических материалов лезвием,// Тракторы и сельхозмашины, 1958, №2, с, 34-37.

44. Изаксон ХИ. Зерноуборочные комбайны «Нива» и «Колос», - 2-е изд., пе-рераб. и доп. - М.: Колос, 1980. - 416 с, ил.

45. Ильин В.П. и др. Численные методы решения задач строительной механики: Справ. Пособие / В.П. Ильин, В.В, Карпов, A.M. Масленников; Под общ. Ред. В.П. Ильина, - Мн.: Выш. шк., 1990.- 349с.: ил.

46. Кириллов ЮЖ. Методы оценки устойчивости сортов овса против полегания. Селекция и семеноводство, 1959, №4.

47. Кленин Н.И,, Сакун В.А, Сельскохозяйственные и мелиоративные машины: элементы теории рабочих процессов, расчет регулировочных параметров и режимов работы. - М: Колос, 1980, -671с.

48. Колесников Ю.В., Морозов Е.М. Механика контактного разрушения. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат, лит., 1989, -224с.

49. Коробочкин И.В., Струцовская Е.С., Шлимович Б.М. Селекция и семеноводство, 1957, №5. С, 63-65.

50. Косилов Н.И, Состояние и тенденции совершенствования зерноуборочных машин: Учебное пособие/ ЧИМЭСХ. - Челябинск, 1983 - 98 с.

51. Крамаренко Л.П. Уборочные машины: теория, конструкция и расчет. -Харьков-Киев: 1935, -с. 336.

52. Любимов А.И. и др. Основы тоерии и расчета сельскохозяйственных машин. Лабораторный практикум. - Челябинск, Ю.Уральское книжное изд., 1967, -202с.

53. Макарова Г.В. Исследование сопротивления стеблей льна при кручении. // Труды ЛСХА, №202,1982.

54. Машков Е.А. Жалнин Э.В. Справочник комбайнера. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Россельхозиздат, 1984. -286 с.

55. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. Часть I. - М. :Министерство сельского хозяйства и продовольствия, 1998. - 104с.

56. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. Часть II. Нормативно-справочный материал. - М.:Министерство сельского хозяйства и продовольствия, 1998. -104с.

57. Методические указания к дипломному проектированию. Оценка экономической эффективности инженерных разработок. Челябинский агроинженерный университет, 1993. -31с.

58. Миненков Б.В., Стасенко И В. Прочность деталей из пластмасс. М., «Машиностроение», 1977. 264с. с ил.

59. Особов В.И. Моделирование механических свойств растительных материалов. // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1966,№6,

60. Пасечнюк А.Д. Погода и полегание зерновых культур. -Л.Гидрометеоиздат, 1990. - 212 е., илл.

61. Погодин Н.Г. Результаты испытания комбайна СК-4 на уборке различных культур «Тракторы и сельхозмашины» №7. 1963 г.

62. Потемина Э.Л. Босой Е.С. Исследование специальной архитектоники стеблей некоторых сельскохозяйственных культур,// Конструирование рабочих органов сельскохозяйственных машин. Сб. статей, 1973. Ростов-на-Дону.

63. Примак В.Н. Использование метода ранговой корреляции для обоснования факторов, определяющих потери при разделении стеблей полевыми делителями жатвенных машин // Научные основы проектирования сельскохозяйственных машин. Сб. статей. Ростов-на-Дону, 1979.

64. Пугачев А.Н. Потерям зерна - надежный заслон. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1981. -159с., ил.

65. Рабинович И.М. Основы строительной механики стержневых систем. -Мл Государственное издательство по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1960. -519с.

66. Работнов Ю Н, Введение в механику разрушения. — М: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987, -80с.

67. Раздорский В.Ф. Анатомия растений. - М: 1940.

68. Раздорский В.Ф. Архитектоника растений. - Мл Советсткая наука, 1955, -432 с.

69. Ролдугин С.Н., Батуев А.Н. Способ определения площади плоских фигур с помощью люксметра Ю-116 // Вестник ЧГАУ, 1994, №1.

70. Румянцева А.Я. Климат Челябинской области: учебное пособие.- Челябинск, ЧГПИ, 1988, 84 с.

71. Рустамов С Н. Физико-механические свойства растений и совершенствование режущих аппаратов уборочных машин. Киев-Донецк, 1981, с 47-104.

72. Саркисян Г.М. Исследование архитектоники стеблей пшеницы и их со-пртивляемости различным видам деформаций применительно к вопросам механизации уборочных работ. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. Специальность 05.410. Ереван. 1970.

73. Светлицкий В.А. Механика стержней: Учебник для втузов. В 2-х ч. 4.1. Статика,- М: Высшая школа., 1987.- 320 е.: ил.

74. Светлицкий В .А. Механика трубопроводов и шлангов. -М: Машиностроение, 1982, 280с.

75. Семенов В.Ф. Исследование отгиба стеблей в режущих аппаратах уборочных машин при работе на повышенных скоростях. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. Ростов-на-Дону, 1966, -21с.

76. Семенов В.Ф. Упругость стеблей сельскохозяйственных культур // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1966,№8, с. 8-9.

77. Скрябина И.Ф. Физико-механические свойства сельскохозяйственных материалов. Указатель литературы. Саратов, изд-во Саратовского университета, 1971, -85 с.

78. Сопротивление материалов/ Под ред. Акад. АН УССР Писаренко Г.С. - 5-е изд, перераб. и доп. - К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986. - 775 с.

79. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин. Т1. - М: Машиностроение, 1967, -772 с.

80. Справочник по климату СССР. Выпуск 9. Пермская, Свердловская, Челябинская, Курганская области и Башкирская АССР. Часть III. Ветер. Л.: Гидрометеорологическое издательсво, 1966г.280 с.

81. Справочные материалы. Энергетические эквиваленты материальных ресурсов, Челябинский агроинженерный университет, 1993. - 39с.

82. Тарвердян А.П. Изыскание и исследование режущего аппарата для сколь-зыщего резания злаковых. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Ереван, 1979. -24с.

83. Теория, конструкция и производство сельскохозяйственных машин. Т5. Проектирование, расчеты, конструкция. Гос. Науч.-техн. изд-во маши-ностр. М.-Ленинград.: 1940. - 645с.

84. Терсков Г.Д. Расчет зерноуборочных машин. Москва-Свердловск, 1961, -214с.

85. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости: Пер. с англ. / Под ред. Г.С. Шапиро. - 2е изд. -М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1979, 560с.

86. Физико-механические свойства растений, почв и удобрений. —М: Колос, 1970, 223 с. (Всесоюзный научно-исследовательский институт сельскохозяйственного машиностроения им. В.П. Горячкина ВИСХОМ).

87. Физико-механические свойства сельскохозяйственных растений, как основание для проектирования сельскохозяйственных машин. // Труды лаборатории ВИСХОМ. -М.: 1939, -214 с.

88. Физиология сельскохозяйственных растений. В 12 томах. Т IV. Физиология пшеницы. Москва, МГУ, 1969, -554 с.

89. Филонеико-Бородич М.М,, Теория упругости. -4е изд. -М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1959, 364с.

90. Хайлис Г.А., Савинов В.П. Исследование затягивания стеблей теребильными ремнями. // Труды JTCXA, №202, 1982.

91. Шаткус Д.И. Зерноуборочные комбайны «Енисей». М.: Агропромиздат, 1986. -335с, ил.

92. MATHCAD 6.0 PLUS. Финансовые, инженерные и научные расчета в среде Windows 95./Перевод с англ. - М.: Информационно-издательский дом "Филин", 1996. - 712с.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

1. Область применения; залы для статических и ресурсных испытаний конструкций.

2. Система предназначена для работы с тегоодатчикамж различных номиналов. Питание датчиков осуществляется парами разноп олярных прямоугольных импульсов тока, длительностью около 250мкс каждый, частотой повторения не более 1кГц, амплитудой 2 Ом А ,

3. Характеристика линий связи;

длина линий связи от датчиков до системы не более 50м;

общее сопротивление каждого провода, подключающего датчики, не

должно превышать 8 Ом ;

4. Число измерительных каналов в системе - не более 4.

5. Число диапазонов измерения, соответствующих номинальным значениям сопротивлений, датчиков 204 (от 0 до 204 Ом).

6. Время преобразования информативного параметра датчика в код (с учетом времени его подключения в измерительную цепь) - не более 1ме.

7. Мощность, потребляемая системой , не более 3 В-А;

8. Габаритные размеры 470« 170-55 мм;

9. Масса системы - не более 1.5кг.

Таблица ГО.

Изменение направлений ветра в течении года по месяцам для Уйского зерносовхоза Челябинской области направление

Месяц С се в юв ю ЮЗ 3 сз

1 13 в 2 3 8 44 13 11

2 17 8 3 3 7 39 10 13

3 11 7 2 4 9 39 15 15

4 9 7 5 6 9 30 16 18

6 11 11 5 5 9 24 16 19

6 13 10 4 6 7 20 18 22

7 17 13 14 5 6 13 16 26

8 17 12 4 5 6 16 16 24

9 11 4 3 3 8 30 20 21

10 8 6 2 3 8 35 19 19

11 9 6 2 3 9 37 17 17

12 12 6 1 3 9 43 11 15

Рис. ГО. Роза ветров для уборочных месяцев

Программа численного расчета деформированного состояния первоначально прямолинейного гибкого стебля злаковой культуры

Const п=2000;

Число участков .янашхфироааянж

Var

{— Переменные интегрирования

S array [1..n] of Single; Дуговам жоардштшта

Al array [l..n] of Single; Угол поворота

Т arEay [l..n] of Single; Продотшал смяа

Q array [1..n] of Single; Поп еречная сила

м array [1..n] of Single; Изгибающий момент

X array [l..n] of Single; Декартовы координаты

Y array [1..n] of Single;

Рх Single; Macea, колоса

Ру Single; Поперечная сила

L single; Длина стебля

Ro Single; Податливость поп ереиного

h Single; Шаху интегрирования

i/j integer;

Procedure VariableToZero;

Begin

for i:=l to n do

begin

S[iJ:=0;Al[i]:=0;T[i]:=0;Q[i] M[i]:=0;X[i]:=0;Y[i]:=0; end; End;

Procedure VariableDefined; Begin

Py:=0.05;Px;=0.00;Ro:=l/0.057; L:=1.000; h:=L/n; i:=0;j:=0; End; begin

VariableToZero; VariableDefined; Repeat S[l]:=0;

al[l]:=al[1]-al[n]*0.5; T[1]:=-(Px*cos(al[1])+Py*gin(^l[J])); Q[1]:=Px*sin(al[1])-Py*cos(al[1]); M[l]:=G X[l]:=0 Yfl]:=0 Repeat i: =i+l;

s[i+1]:=s[i]+h; al [i+1] :=al[i]+h*Ro*M[i] ; T[i+1]:—T[i]+h*Ro*M[i]*Q[i] Qti+1]:=Q[i]-h*Ro*M[i]*T[i] M[i+1]:sM[i]-h*Q[i]; X [i+1] : —X [i] +ii*cos (al [i] ) ; Y[i+1]:=Y[i]+h*sin(al[i]); Until i=n-l;

Writeln(al [1], ' ',al[n]); Until abs(al[n])<=h*h; end.

>

Вектор ташалышх ирвевих условий

>

Численное шнр&ррироваиие диффлрлип&аяьшас урави&тш равновесия малого зламазагз.

Программа расчета контактного нелинейного деформирования стебля злаковой культуры граблиной мотовила

Uses DOS,CRT;

Coast n=500; pi=3.1416; w=5; Var

{-- Переменные интегрирования —}

S,A1,T,Q,M,X,Y : array [l..n] of Single;

Yg,Xg: array [l..w] of Single; Траектория грмблины

{---- Дополнительные данные ----}

Рх : Single; Rx : Single; Nx: Single; AA : Single; Vx: Single;

Py : Single; Ry : Single; Ny: Single; BB : Single; Vy: Single;

L : Single; ы ; Single; Ш; Single? v ; Single;

Ro : Single; £ : Single; С : Single;

h : Single; nl : integer;

i,j: integer;

ff: text;k:word;

Procedure VariableToZero; Обнуление та&ж переменных

Begin

for j : =1 to n do begin

S[j]:=0;A1[j]:=0;T[j]:~0;Q[j]:=0; M[j]:=0;X[j]:=0;Y[j]:=0; end;

End;

Procedure VariableDefined; Задатке исходных данных

Begin

Assign(ff,'Yg.dst'); ReSet(ff); for i:=l to w do Readln(ff,Yg[1]) ; Close(ff);

Assign(ff,'Xg.dat'); ReSet(ff); for ±:=1 to w do Readln(ff,Xg[i]); Close(ff);

Py: =0 . 000; Ry:=0.000; f*.=0.310; Px:=0,030; Rx:=0,QQQ; AA:=Yg[k]; Ro:=1/0.0 4; BB:=Xg[k];

L:=0.75; L1:=L-SQRT(AA*AA+BB*BB); h:=L/n; nl:=round(Ll/h); i:=0;j:=0; End/

Procedure Integral; MHTex^psspos&ane урашяеням

Begin

T[l]:=-(Px*cos(al [1])+Py*sin(al[l]j); Q[1];=Px*sin(ai[1])-Py^cos(al[l]); i:=0; Repeat

i:=i+l;

s[i+1]:=s[i]+h; Al[i+1];=A1[i]+h*Ro*M[i]; T[i+1]:=T[i]+h*Ro*M[i]*Q[i]; Q[i+1]:=Q[i]-h*Rc*M[i]*T[i]; M[i+1]:=M[i]-h*Q[i]; X[i+1]:=X[i]+h*cos(Al[i]);

Y [i+1 ] : =Y [±] +h*sin (Al [i] ) ; if i=nl-l then begin

T[nl]:=T[nl]-(Rx*cos(al[nl] Qtnl]:=Q[nl]+Rx*sin(al[nl]) end;

Until i—n-1; End;

Procedure ProcessALFA; Label Again; var A,B,C, P: Single; L,M, Q,Z: Single;

Begin

Nx:=NN*sin(abs(al[nl])); Ny:=NN*cos(al[nl]); Rx:=Nx+f*Ny; Ry:=Ny~f *Nx;.

A:=-2*pi;B:=0;C:-(A-B)/2; al[1]:=A;Integral;L:=al[n]; al[1]:=B;Integral;M:=al[n]; Again:

al[l]:=C;Integral;Q:=C; Z:=(C-A)/(al[n]-L) ; P:=(B-A)/(M-L);

C:=A-L*(Z+(Z-P)*al[n]/(Z-al[n])); GotoXY(1,2);Writeln('alO=',al[1]); if abs(Q—C)>h then goto Again; Vx:=X[n]-AA-X[nl]; Vy:=Y[n]+BB-Y[nl]; V:=SQRT(Vx*Vx+Vy*Vy); GotoXY(31,2);Writeln(1aln=',al[n]);

End;

Procedure ProcessVector; Label Al; Var HH:Single; Begin HH:=0.05;NN:=Q; Repmat NN:=NN+HH; ProcessALFA; if Vx<0 then begin

NN:=NN-HH;HH:=HH/2; LI:=L1-Vy; nl:=round(Ll/h) ; end;

if Vy<0 then begin.

NN:=NN-HH;HH;=HH/2; LI:=L1+Vx;nl:=round(Ll/h); end;

Until V<h; End; besxm

ClrScr;

For k:=l to w do begin GotoXY(1,1); GotoXY(1,3); Rx:=0;Ry:=0; VariableToZero; ProcessVector; end; end.

)+Ry*sin(al[nl])); -Ry*cos(al[nl]);

A

y

1. jiohck pmmmm MM§§-ypasMstmM, yMOBMewBopM-KBif&e ysitomitM,

2. OnpeflejieHue sasweBHa aextropa W (paooToxHMtt ot paevemmou wqwsh wpm.-exTopmt rpa&nMJKi RO tovrh apxnomeHUM emmi Ha cmeGne)

J

>

Kqppexqxj? aeuxuvMHii

KOHWMx&H&K GMzm M touch ee upniioMeaiXM

J

Writeln('Process point ',k); Writeln('Wait please ...

VariableDefined;

Рис. ГОа) Процесс деформирования стебля злаковой культуры сегментом без насечки

Рис, П5б) Процесс деформирования стебля злаковой культуры

сегментом без насечки