当前我国可使用的淡水资源不仅有限,而且利用率很低、污染以及温室效应引起的变暖、导致降雨量偏少等综合因素,严重阻碍我国社会经济的发展,其中农业用水量最大,因此能在农业用水上进行节约与控制至关重要。本文将参考市场上平移喷灌机的相关参数,根据研究目的设计一种大跨距平移喷灌机,既可以减少平移喷灌机占用农田面积,最大化使用土地,又可以保证农作物灌水均匀性,提高产量,又能节约水资源。本文将对大跨距平移喷灌机结构参数进行设计并采用CATIA软件进行三维建模和结构稳定性分析,确保设计的大跨距结构满足设计要求。通过ANSYS FLOTRAN软件对大跨距平移喷灌机的结构进行简化处理与网格划分,并利用自带的ANSYS FLOTRAN流体仿真软件对输水管道进行流体仿真分析,在入口流速一定情况下,各个出水口之间流速分布关系。试验样机在田间进行5组试验,将得到的水量分布、灌水量水深等数据进行计算与分析,根据计算结果判断设计的大跨距平移喷灌机的灌水均匀性是否符合《喷灌工程设计规范》要求。本文研究内容如下:(1)分析我国淡水资源的现状、发展农业喷灌的意义,以及分析国内外对平移喷灌机结构及灌水均匀性等方面的研究内容及试验方法。(2)研究并比较各种三维模型的建模方法,本文选择CATIA软件进行大跨距平移喷灌机的建模,并分析其工作原理、结构形式、运行模式及获取各结构的零部件尺寸参数,整理并去除冗余的相关参数,方便模型的建立。(3)利用CATIA软件有限元分析功能,进行单元设置、划分网格、施加约束与载荷等,对大跨距平移喷灌机的跨体和整机分别进行结构稳定性分析,得出相应结果并提出结构优化建议。(4)参考相关文献及标准,概括影响大跨距平移喷灌机灌水均匀性的因素,通过计算与分析,确定流体分析的相关参数,包括入口压力、流量、灌水器选型、灌水器间距等参数。(5)使用ANSYS FLOTRAN软件简化大跨距平移喷灌机结构并进行网格划分,对跨体输水管进行流体力学仿真,确定大跨距平移喷灌机工作压力与灌水器工作压力、速度、流量等之间的关系。(6)对试验样机进行田间试验,收集试验数据并进行整理计算出大跨距平移喷灌机的灌水均匀性系数,再与ANSYS FLOTRAN仿真的数据进行比较,确定大跨距平移喷灌机灌水均匀性能达到设计要求下所对应的灌水器间距、喷灌机工作压力、入口流量等参数。本文的主要创新点如下:(1)参考市场相关实体机参数,确定大跨距平移喷灌机结构设计参数并进行三维建模,利用CATIA软件装配样机模型以及利用自身的有限元分析功能进行结构稳定性分析,从而验证设计的大跨距平移喷灌机使用的可靠性,为未来市场批量生产提供理论依据。(2)研究了设计的大跨距平移喷灌机上灌水器间距为2.9m情况下的灌水均匀性,对其进行流体仿真与田间试验分析,确定入水口不同设计工作压力对灌水均匀性的影响,对大跨距平移喷灌机进一步研发具有重要意义。