森林防火开沟犁性能分析开题报告

1. 研究目的与意义

不同类型的犁体曲面设计方法各不相同，主要的设计方法有:水平直元线法、倾斜直元线法、曲元线法和翻土曲线法。

防火犁主要要求翻土性能，而不要求其碎土性能，所以犁体曲面采用翻土性能好的螺旋型曲面，这种曲面是由倾斜直元线法形成的。

犁体的设计将直接影响防火犁的性能，由于没有专门的犁体设计软件，本课题将针对林地没有专门用于开辟防火隔离带机具的这一现状，研究可悬挂在多功能森林消防车尾部、并可以根据实际火情的需要实时调整开沟效率的森林防火开沟器，并对其性能进行一系列的分析。

2. 国内外研究现状分析

从国内外关于开沟装备概况可知:农用装备占大多数，且主要以圆盘犁和烨式犁为主。

国外装备经过整体机构及刀片重新设计，偏向大型化、高效化，而国内装备整体机构较为小巧;专门用于森林防火的开沟装备较少，且较为笨重，不能直接用在森林消防车上。

结合国内外开沟装备设计经验，需要设计一款与森林消防车相配套，适用于林地的森林防火开沟器。

3. 研究的基本内容与计划

设计内容：完成防火开沟的理论分析，基于pro/e建立森林防火开沟犁三维模型，基于ansys开展森林防火开沟犁的静力学和动力学分析。

（1）根据设计依据和资料数据，森林防火开沟犁的三维模型建立可行；（2）森林防火开沟犁网格划分合理，土壤条件合理；（3）基于ansys的森林防火开沟犁静力学和动力学分析合理，论证充分。

研究计划:（1）第1周第2周准备工作。

4. 研究创新点

本课题围绕我国森林防火现状，研制出一款与多功能消防车配套的林业防火开沟器，主要创新点如下:(1)首次设计与多功能森林消防车配套使用，可以悬挂于多功能森林消防车上的林业防火专用开沟器;(2)运用Pro/Engineer软件通过倾斜直元线法进行林业专用防火犁的曲面设计，提高了防火犁的设计效率，降低了设计成本。

(3)创新地运用ANSYS/LS - DYNA显示动力学模块对防火犁切削土壤进行了动力学仿真，不仅可以直观了解防火犁进入土壤的过程，并能获得刀片入土时的三向平均作用力以及功率消耗。