单位文秘网 2021-08-31 09:04:26 点击: 次
农业机械应用越来越多,因此,就需要更多地对其进行改进,以便更好地应用在农作物方面。科学技术的不断进步和人们对技术的不断渴求,让农业机械的缺点暴露无遗,人们对机器的要求也显得更为迫切。一般来说,这些不足的地方都存在于机械内部,因此,就需要在设计机械的过程中把控好每一关,并在计算机上对相应的设计方案进行模拟训练和分析,提升设计质量,这样可以设计出更优化的机械运作方法。在本文中就现代设计方法的特点进行阐述,并提出了一些改进传统农业机械的方法。
关键字:农业机械;现代设计方法;设计方法
以往的农业都是利用人工劳作的方法进行的,随着时代的进步和发展,农业也随之发展。当今社会,农业的快速发展已经带动了整个社会的全面发展。现代技术应用于农业作物中,已然成为科技现代化的一个重要标志。同时,机械运作和农业生产也是息息相关的,一方面,机械运行好坏决定农业的发展,另一方面,农业势头是否发展良好也约束着机械设计方案的改进。从以前的时代到现在的21世纪,农业机械一直是人们关注的话题,怎样更好地利用农耕机器更好地进行劳作一直都被很多技术工作者研究。但是由于这些机械存在一定的复杂性,并且机械的对象也存在一定的复杂性这两个方面,因此,开发新的方案具有难度。比如,以往在农业方面存在的机械产品设计问题主要是:方案设计、产品制作、真实场景试验、再对方案进行改进、再试验等多个步骤。这个设计流程是相当复杂的,而且试验起来很麻烦,在一定情况下,有可能存在成本高、时间长、改良的设计方法不能取得更好的效果等情况。基于以上这些问题,现代的机械设计方法应运而生。相对于传统的农业设计方法来说,现代的设计方法能有效改善它们的不足。主要体现在:开发周期短,试验平台简易,效率高,大大增加了这类方法的竞争力。由此,下面介绍现代设计方法的特点及存在的优势。
1现代设计方法存在的优势
在设计现代方法的过程中,为了提高效率,保证设计成品的质量,同时也为了更好地改善农业机械中存在的缺点,并将改善后的设计产品和方法应用于传统的农业机械中,使传统的农业机械更顺应时代潮流。具有非静态的、有意义的、计算机现代的设计方法是新型农业机械的新方法。同时,现代设计方法将科学性知识引入现代设计方法中,并将其延伸到一些工程设计中。
1.1 几种专业学科的汇合
在各个行业领域,都存在不同学科的交叉融合,其中,现代方法学就是现代设计方法和计算机辅助设计的一个融合;CAD是计算要硬件、软件和数学建模三者的融合。这些融合技术利用对象和需要达到的目标不同,利用合适的,有效的融合交叉技术来实现目的。同样,现代设计技术能够解决传统农业存在的不足点,解决一些复杂问题。鉴于此,运用多学科的特点也成为农业机械改进的重点。
1.2 效率和精准度的提高
在传统农业方面,靠的都是人力劳作。如果将计算机应用于农业,可以改善很多方面。近几年,应用于工程技术中最多的是计算机技术,并且,已经可以完全替代传统农业。这个技术使农业得到了很大改善,有望取代人力,同时,这个技术也提高了效率和准确度。网络和计算机技术的不断发展和更新,也为农业的发展带来了快速更新。主要体现在:效率的提高,质量的提升,精确度的提高。技术的提高对设计出的产品也有很大帮助,设计出的产品更加符合大众消费和人们的实际需要。
1.3 综合利用产品的设计技术
在农业机械的研究过程中,应该依照不同产品的设计理念和方案进行设计,综合不同设计产品的优点和参数,设计出更好的农业机械。通过在计算机上进行模拟和仿真,根据不同产品数据的性能有优势,再不断进行改进和优良,使得在实际运作中能更好地实现机械运作和效率的提高。同时,这样做也能够为设计出更新的产品提供思路,并针对特定的对象和产品进行设计,效果更加明显。目前,综合技术手段已然成为工程设计领域的发展趋势,多种优秀设计方案齐头并进也能够为农业领域做出很大贡献。
图1 现代设计方法流程图
2 现代机械设计方法的应用
运用科学的方法在设计中得以实现就是先代设计方法。实际上,现代设计方法也并非是最新的,最好的。其中一些方法也不是现代的,只是几种优秀方案的综合。现代机械设计方法的定义就是在机械设计中引进现代的设计方法和思路,并达到一定效果。近几年,经常用到全过程的优化方法、系统的设计理念和离散元的设计方法。
2.1 离散元设计理论
离散元设计方法即离散单元法,它是分析与求解复杂度离散系统的运动规律与力学特性的一种新型数值方法,与求解复杂性连续系统的有限元发及边界元法相比,虽然具有类似的物理含义和平行的数学概念,但是他们的数学模型与处理手段不同。农业机械产品与作用的对象多为散体物料,如:小麦、稻谷、玉米等等,它们在实际生产和试验中表现出十分复杂的运动行为和力学行为,用基于连续介质理论的方法是无法解释的,而离散单元法是把介质看做一系列离散的独立运动的单元,根据这些离散物体本身的离散特性简历数学模型,符合其离散物质本身的性质,多以应用离散单元法分析仿真农机产品工作过程,具有其他方法不可替代的优越性。
2.2 系统的设计理念
顾名思义,这个方法就是需要统观整个机械系统来获取设计思路。一般来说,运用于农作物方面的机器一般都是比较庞大的,设计结构较复杂且品种很多。但是一般都包括以下几个方面:动力系统,操作系统和传动系统。由这几个大类他们组成农业机械。从小的类别来说,又可以将这几个系统分成小的子系统,从而研究其分布和设计方法。和其他设计方法一样,技术研究中在对农业机械研究的过程中,一般都包含以下几个步骤:1) 首先需要明确需要研究的问题和目的;2) 系统的对需要解决的问题进行分析,确定解决思路,同时,也要考虑一些客观和主观因素;3)结合在其他设计方法中用到的方案和数据,用合适的方法解决问题,从而用更好的方式对设计的模型进行求解。
2.3 全过程的优化设计
全过程的优化设计是针对所提出的设计方法中选择最好的方法,尽最大能力改善以前机械设计中存在的问题,从而使设计方案达到最优。因此技术工作者在研究农业机械的过程中,可以按照一般机械设计中的理论和方法进行研究,并用数学的方法进行规划和优化,从而获得更优的参数和方案。另外,除了用到数学知识以外,在优化设计过程中也会用到信息技术、控制技术方面的知识,将这些知识都应用其中,可以将机械工程设计得更加完善,同时可以提高机械运作效率。针对整个系统的优化设计方法,在计算机的辅助设计下进行仿真,可以减少运算时间和成本,这样整个优化过程也更加明朗和透明。和传统的农业设计方法相比较,在设计过程中如果存在多变量的情况,使用本节方法能够得到更优化的结果,这个方法称为机械设计中重要的设计方向。
3 结语
在农业机械设计中应用最多的是优化设计、离散元设计、系统的设计理念三种方法,这三种设计方法都能符合农业机械产品设计,它们在现代设计方法中的地位也日益显著。将现代设计技术应用于传统的农业设计方法中,能够更好地提升机械设计中的科技含量并提高效率。从资源环境的角度出发,这个方法也能节约资源,保护环境,为以后的可持续发展提供很好的保障,为促进农业发展奠定基础。同时,在传统的农业机械方法中采用现代设计方法理念,并用计算机技术和数学规划的方法进行优化和仿真,对提高农业竞争力和以后新技术的改造提供重要手段。
参考文献:
[1] 赵匀.农业机械现代设计方法综述[J].东北农业大学学报.2012,(2):1-5.
[2] 张双,阮竞兰.现代设计方法及其应用[J].粮食加工.2014,(5):56-58.
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