基于微分几何曲面论的土壤耕作部件触土曲面减阻节能设计理论研究

项目名称： 基于微分几何曲面论的土壤耕作部件触土曲面减阻节能设计理论研究

项目编号： No.51175150

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 郭志军

作者单位： 河南科技大学

项目金额： 60万元

中文摘要： 土壤耕作每年消耗巨量能源，而耕作部件触土曲面理想形状至今未有精确数学表达。本研究引入微分几何学曲面论理论，探索适宜于土壤耕作部件触土曲面设计的参数体系、数学模型与内在几何性质；研究相关模型和参数对典型土壤耕作部件触土曲面工作阻力特性和土壤扰动细观力学特性的影响规律；研究耕作过程中土壤应力波动的合理形式与减阻机理；考虑土壤应力波动效应，探索触土曲面几何、工作阻力和土壤扰动之间实时、同步、理想组合形式，尝试在完备几何学理论基础上构建土壤耕作部件理想触土曲面相关数学、几何与力学模型。最终形成土壤适应性强、工作阻力小且满足耕后土壤要求的耕作部件理想触土曲面精确数学表达与技术体系，实现土壤耕作部件触土曲面减阻节能设计。本研究对于构建完备土壤耕作动力学理论，提高农业与工程机械化创新能力，开发具有自主知识产权产品，有效削减土壤耕作过程中能源消耗和有害物排放量，提升经济与社会可持续发展水平具有重要意义。

中文关键词： 微分几何学；土壤耕作部件；触土曲面；减阻节能；设计

英文摘要：

英文关键词： differential geometry；soil cultivating component；soil-engaging surface；Resistance-reducing and energy-saving；design