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摘要
通过数值模拟仿真分析了割刀刃口曲率半径对苜蓿切割过程力学特性的影响,采用超重力燃烧合成技术制备金属陶瓷梯度材料,按照国标要求制备旋转式割草机割刀探讨了金属陶瓷割刀作业过程中自磨刃形成原理及其对苜蓿的低损伤切割机理,并进行了田间试验验证。结果表明,割刀刃口曲率半径是影响锋锐性的重要因素,曲率半径越大,刃口钝化越严重,割刀对茎秆的切割作用变弱,而撞击作用增强,茎秆生长方向(Z方向)拉应力增大,形成撕裂拉拔作用,使苜蓿切口根部松动。自磨刃割刀的后刀面为金属陶瓷材料,其硬度高(760～780 Hv)、耐磨性好,前刀面硬度呈梯度平缓变化趋势,在作业过程中磨损均匀,刃口曲率半径变化较小而形成自磨锐特性,实现了对苜蓿的低损伤切割。田间试验表明,在粗糙、相同条件下,与市售割刀相比,金属陶瓷自磨刃割刀切割苜蓿66.7 hm2后仍然保持锋锐的切割性能,苜蓿切口平齐组织损伤较轻,自愈过程正常,再生芽保留完整,再生周期可缩短5～10 d。
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单位电子工程学院; 山东农业大学; 中国科学院理化技术研究所
