基于ANSYS的喷头冲蚀过程受力分析开题报告

1. 研究目的与意义

随着社会发展，我国农林业劳动力结构性短缺的矛盾日益加剧，耕地也有着向农机大户、种粮大户转移的趋势，农林业生产呈现出规模化、集约化、产业化、标准化的发展趋势，植保机械也在此扮演了不可替代的角色。喷头作为植保机械的关键部件之一，其结构的合理性决定了药液的雾化效果，而过度磨损会造成喷头结构尺寸和精度改变，导致喷头使用性能达不到要求，造成农药利用率低、农药残留、作物药害甚至操作者中毒等问题。

因此，研究喷雾压力变化对喷头喷嘴处应变影响、应变导致结构尺寸变化趋势及喷头失效情况，对于植保机械的高效、安全、精准化发展具有重大意义。

2. 国内外研究现状分析

喷头是农药喷施机械中的重要部件，且属于易损件，其质量直接影响雾滴尺寸、覆盖率、喷雾均匀性和喷施药械质量等喷雾指标。主要是由于农药中的固体颗粒（如农药中的填料、生农药和配制时混入的杂质）对喷头内壁造成冲蚀磨损。

近年来，发达国家对液力式雾化喷头的磨损进行了多方面的研究， Giles 在喷头材料对磨损的影响方面进行了研究；Krishnan 等通过试验得出材料对喷头磨损率影响的经验公式，发现喷头的磨损对流量有一定的影响，并据此制定了判断喷头磨损失效的标准：当喷头在使用过程中，压力不变时如果其流量超过初始流量10%，则可判断喷头已经失效；美国喷雾系统公司通过对扇形雾喷头的磨损试验分析了喷头磨损对雾滴分布的影响；Ohm，Reichard，Krause 等分别通过理论分析、试验验证的方法发现扇形雾喷头喷嘴处的结构尺寸与磨损之间存在密切的关系。但只是针对喷头磨损程度对喷雾指标的影响展开分析和试验，缺乏对磨损原因和机理的详细分析；ZhuH 根据扇形雾喷头喷嘴处的结构分析建立了喷头数学模型，得出磨损率与喷口结构尺寸的关系式；Fife，Ozkan 等分析出生物农药的存活率主要取决于喷雾压力。但却忽略了生物农药作为一种固体颗粒同时也会冲击喷头内壁，造成磨损。在中国，扇形雾喷头的使用非常广泛，但扇形雾喷头磨损的研究上仅限于一些基础理论的分析。其磨损原因和磨损失效的判断方法缺乏更进一步的研究。

3. 研究的基本内容与计划

第1周：熟悉任务，收集资料，调研；

第2~6周：填写开题报告，继续进行必要的设计准备，包括复习并掌握本设计的所需的各种理论知识和了解气固两相流动边界层的数学模型；

第7~12周：熟练掌握ansys软件的应用；

4. 研究创新点

根据扇形雾喷头喷嘴位置结构特点，利用ANSYS软件对喷头材料进行应力分析，描述仿真过程。