地膜覆蓋栽培技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起到了非常重要的作用。然而，連年覆蓋地膜，回收的極少，殘留在土壤的廢膜越積越多，造成嚴(yán)重的白色污染，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，研究殘膜回收機(jī)具已成為進(jìn)一步發(fā)展和推廣地膜覆蓋技術(shù)的關(guān)鍵。懸掛式殘膜回收機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，動(dòng)力由拖拉機(jī)直接輸出，可一次完成棉桿粉碎還田和耬起殘膜的作業(yè)。由于機(jī)體較長且為懸掛式，懸掛架的受力非常復(fù)雜。因此，為了解懸掛架的應(yīng)力狀態(tài)，對(duì)懸掛架進(jìn)行了動(dòng)應(yīng)力測試。

應(yīng)力測試目的

本次實(shí)驗(yàn)主要是為了檢測懸掛式殘膜回收機(jī)懸掛架在各種工況下的應(yīng)力狀態(tài)，為懸掛架的設(shè)計(jì)方案提供參考數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備

JHDY動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀模塊化設(shè)計(jì)，通道數(shù)可擴(kuò)展。采樣頻率軟件設(shè)置，不隨通道數(shù)遞減，*高可達(dá)10KHZ。精度高，功能強(qiáng)大，測量結(jié)果準(zhǔn)確。筆記本電腦一臺(tái)、W型拖拉機(jī)一臺(tái)。

應(yīng)力測試方案

為了檢測懸掛架在各種工況下的應(yīng)力狀態(tài)，設(shè)計(jì)了三種地面狀態(tài)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：⑴一般平地；⑵雙輪過溝；⑶單輪過溝。三種地面狀態(tài)是連續(xù)的，在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，拖拉機(jī)分別以兩種速度連續(xù)依次經(jīng)過三種地形。

測點(diǎn)布置

由于殘膜回收機(jī)及懸掛架均為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，因此選擇懸掛架半邊的兩根梁來測試。實(shí)驗(yàn)選取了懸掛架三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)應(yīng)力測試：槽鋼正面、槽鋼側(cè)面、扁鋼單面。懸掛架在運(yùn)行過程中承受復(fù)雜的彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，無法估計(jì)兩根梁的主應(yīng)力方向，在槽鋼正面和側(cè)面及扁鋼處均選貼120°應(yīng)變花，三個(gè)測量方向均勻分布。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

表1   三處測點(diǎn)在各種地形條件下的應(yīng)力峰值

表1是三處測點(diǎn)在各種地形條件下的應(yīng)力狀態(tài)及*大和最小主應(yīng)力值。可以看出，每個(gè)測點(diǎn)主要承受的是扭矩載荷。雙輪過溝和單輪過溝時(shí)，還承受了不同程度的彎矩載荷和扭矩載荷，其中雙輪過溝時(shí)彎矩較大，每個(gè)測點(diǎn)的*一主應(yīng)力和第三主應(yīng)力出現(xiàn)在同一時(shí)刻，而在其他地形條件下，*一主應(yīng)力和第三主應(yīng)力的最值分別出現(xiàn)在不同時(shí)刻，且峰值交替出現(xiàn)。

懸掛架材料的許用應(yīng)力[σ]=152~167MPa，計(jì)算得到*-大相當(dāng)應(yīng)力163.79MPa，在許用應(yīng)力范圍內(nèi)滿足強(qiáng)度要求。*大應(yīng)力值出現(xiàn)在雙輪過溝扁鋼處，此時(shí)扁鋼主要受到扭矩作用，恰恰扁鋼不適合承受扭矩。此處扁鋼應(yīng)換用同等面積的槽鋼，選用槽鋼63*40*4.8。