电磁振动排种器机电磁联合仿真研究

采用机电磁联合仿真的方法,建立电磁振动排种器机电磁联合仿真模型,研究了电磁铁电感对线圈电流、激振力波形和排种器工作性能的影响,且对模型进行了验证。结果表明:建立的机电磁联合仿真模型精度较高,电磁铁电感对线圈电流、电磁激振力波形和电磁振动排种器的工作性能有较大的影响,且激振力为方波时,排种器工作性能较好;控制电路使电磁铁线圈电流和激振力波形接近方波有利于提高排种器的工作性能。     

青饲料收获机6.0m立辊割台的设计

针对大型青贮机宽幅割台配套短缺、现有割台幅宽小、收获效率低的问题,研发设计了工作幅宽为6.0m的折叠式青贮机立辊割台。利用Solid Works三维设计软件分别对切割喂入滚筒、分禾装置、割台变速器、液压折叠装置等进行了仿真设计。样机田间试验结果表明：青贮机收获效率高,作业切割输送顺畅,收获损失率为0.9%,割茬平均高度118mm,达到了设计要求,可为我国6.0m及以上的大型青贮机割台的研究提供参考。     

基于ABAQUS大型旋挖钻机动力头多齿轮啮合的有限元分析

通过选取大型旋挖钻机动力头外啮合直齿圆柱多齿轮作为研究对象,由于旋挖钻机为输出大扭矩和大加压力的工程机械,且动力头为旋挖钻机的总体动力输出装置,因此动力头的齿轮传动系统要承受较大的动载荷,齿轮传动系统长时间、大载荷的运行工况下,极易造成齿轮各种失效问题。因此,基于ABAQUS有限元分析软件啮合齿轮进行动态仿真分析,计算其弯曲强度,最后将将理论计算与分析结果进行对比。结果表明,多齿轮啮合弯曲强度可行,满足使用设计要求,对于后续齿轮的仿真分析及工程实践具有一定的指导意义。     

基于水培苗移栽机的电动底盘结构及动力系统分析

为了使水培苗移栽的速度更快、成本更低,实现水培苗移栽的机械化和规模化,对水培苗移栽机的电动底盘结构和动力系统进行了分析。为了达到理想的效果,移栽机电动底盘结构需要满足结构简单、构造轻巧并能根据水培苗的种类达到不同的移栽效果。同时,结合试验与仿真模拟分析,对移栽机的使用效果进行了模拟分析,结果表明:水培苗移栽机电动底盘中的仿形导向结构是移栽机的探测装置,能够实现移栽机自动判断垄高并快速行驶在田间。实际田间对比试验表明:测试的移栽机电动底盘的稳定性能很好,基本满足移栽过程中不出现大的颠簸要求。     

基于CFD的茶叶理条部件试验与优化#br# #br#

针对茶叶理条机锅槽温度均匀性差的问题,采用计算流体力学(CFD)建立理条部件的温度场仿真模型。运用PT100温度传感器测量理条部件作业时中间平面的温度并与仿真结果进行对比,实测温度与相对应的仿真温度最大相对误差为12.1 ℃,平均相对误差为9.5 ℃,最大绝对误差为5.9%,平均绝对误差为4.67%,说明采用该模型对理条部件的温度场进行模拟是可行的。运用该模型对理条部件进行优化设计,结果表明：当采用环形电阻丝按照125 mm、105 mm、85 mm、65 mm的间距梯度布置时,理条部件中间平面的温度均匀性系数从0.847增加到0.935,温度均匀性增加了104%,为进一步提高理条部件的温度均匀性提供了思路。     

CX4Q-1A型青贮机的设计及试验研究

青贮饲料收获机可完成对青贮作物的切割、切碎,抛送至饲料挂车中。为此,主要介绍了CX4Q-1A型青贮机的结构、工作原理,并对切割器、喂入辊、切碎抛送装置、切碎刀盘等关键部件的结构及性能参数进行了设计。本机具设计的配套动力为36.75kW以上的拖拉机,切碎长度为5～30mm。通过田间性能测试,整机的性能参数满足了设计标准,符合青贮机的国家标准。同时,针对不同地区种植农艺的差异性,对其结构工艺的改进提出了建设性意见。     

平面折展机构S形柔性铰链设计与试验

设计平面折展柔顺机构的关键技术之一是设计柔性铰链。提出了一种用于平面折展柔顺机构的S形柔性铰链,设计了该铰链的结构形式,并对其等效刚度进行了分析,推导出该结构形式铰链的弯曲等效刚度和扭转等效刚度计算公式。通过设计实例的理论计算和有限元仿真分析,验证了计算公式和仿真模型的正确性。制作了基于S形柔性铰链的平面折展柔顺滑块机构的实物模型,仿真分析和测试结果表明,该机构在工作状态可具有较大变形,并且滑块位移达到76 mm时仍能保持良好的精度,仿真与测试结果基本一致,误差仅为0.76%。     

青贮秸秆铡揉机的设计与试验

鉴于铡揉的青(干)玉米秸秆、麦秸等农作物秸秆及牧草物料适用于养殖牛羊牲畜及生物质能发电等领域,可有效推动粮改饲政策进一步实施,设计了一种青贮秸秆铡揉机。为此,提出了青贮秸秆铡揉机的设计方案,并对青贮秸秆铡揉机的输送喂入装置、铡揉装置及抛料装置进行优化设计,并通过试验数据计算得到青玉米秸秆的物料相对含水率平均值为55%,秸秆铡揉长度为1 060mm,秸秆破节率的平均值达91%,标准草长率为8 9%。设计的青贮秸秆铡揉机对于助推畜牧养殖业的产业化发展,提高畜牧养殖产品肉奶品质、避免秸秆资源浪费及减少环境污染具有重要的现实意义。     

基于多体动力学的圆盘式开沟机虚拟仿真与功耗测试

目前圆盘式开沟机功率消耗主要通过理论计算或样机试制后的田间试验等方法得出,测试结果受环境、设备精度影响较大,为此提出了利用虚拟测试平台评估圆盘式开沟机功率消耗的方法。首先建立圆盘式开沟机工作部件的ANSYS动力学模型,并进行边界约束条件和载荷设置,分别模拟圆盘式开沟机在开沟深度400 mm、前进速度0.8 km/h、刀盘转速180 r/min和开沟深度500 mm、前进速度1.5 km/h、刀盘转速220 r/min 2种工况下的功率消耗,仿真结果为31.26 kW和32.67 kW;然后构建相同工况的田间功耗测试系统,测得的实际功耗为33.57 kW和35.41 kW,仿真值与实测值相对误差分别为6.88%和7.73%,验证了该种测试方法的准确性和可行性。最后分别选取3种开沟深度、2种前进速度和3种刀盘转速因素组成18种开沟工况,对其进行仿真分析,结果表明:刀盘转速在200 r/min时,无论前进速度高低,圆盘式开沟机均具有最低的功耗。     

基于硬度梯度的热成形高强钢弯曲性能研究

采用热成形高强度钢设计了不同厚度板料的三点弯曲试验,得到了相关弯曲力学性能参数.实验表明:热成形高强度钢的弯曲力学性能随厚度的增加而增强,在厚度方向上硬度分布呈中间高、两侧低的梯度分布规律,形成了具有连续梯度分布的多层金属复合材料.基于厚度方向硬度梯度分布规律及硬度-强度对应关系,建立了一种多层金属复合材料的三点弯曲数值仿真模型,研究了热成形板材在变梯度弯曲模型下更合理的数值模拟方法.     

滚筒板齿式三七种苗分离装置结构设计与试验

为实现三七种苗自动移栽前有效分离,设计了一种滚筒板齿式三七种苗分离装置,对关键结构参数进行了理论计算和分析,选取螺旋线数量、转子板齿长度、滚筒板齿长度和导向槽数量作为仿真试验因素,选取种苗分离变异系数和分离率为试验指标,利用EDEM离散元仿真软件分别进行单因素及正交仿真试验,确定最优结构参数组合为:螺旋线数量为4、转子板齿长度为70 mm、滚筒板齿长度为65 mm、导向槽数量为3,此时分离结构分苗性能最好,分离变异系数为17.37%,分离率为84.69%,破损率为7.5%;实际试验结果与仿真结果一致,符合三七种苗移栽农艺要求;该装置实现了三七种苗的有序、离散分离。     

基于多体动力学的秸秆还田机虚拟仿真与功耗测试

针对目前秸秆还田机功耗测试难的问题,提出了利用虚拟测试平台评估还田机功耗的方法。首先建立秸秆还田机Abaqus动力学模型,并进行边界约束条件和载荷设置,分别模拟刀具在入土深度120 mm和90 mm、机具前进速度3 km/h和5 km/h、刀轴旋转速度260 r/min和230 r/min下的工况,对秸秆还田机的功率消耗进行了虚拟仿真;然后构建了田间功耗测试系统,通过对比仿真数据得知相对误差分别为9.06%和8.02%,验证了该种测试方法的准确性和可行性。最后分别选取3种入土深度、2种前进速度、3种旋转速度因素组成18种工况,对其进行了仿真分析,结果表明:入土深度一定时,秸秆还田机功耗分别和前进速度、旋转速度呈线性递增关系;在入土深度和前进速度一定时,刀轴转速存在消耗功耗最低的转速,特别是在入土深度和前进速度较大时,刀轴转速对能耗影响明显。     

基于磁通控制的 自动调谐消弧线圈的设计研究

首先对谐振接地方式正常运行和单相故障等值电路进行分析。然后基于磁通控制原理,以带铁芯气隙的双绕组变压器为基础原件,采用有源逆变技术对原边线圈回路电流进行实时动态跟踪,通过调节磁通补偿系数达到一次侧等效电感线性无级可调的效果。最后建立了经磁通控制消弧装置补偿的系统发生单相金属性接地短路故障的Simulink仿真模型,结果显示消弧线圈补偿裕度宽、无谐波污染、且能够实现无级调节。     

高压离相封闭母线固有频率的研究

对超大型电站发电机用某段高压离相封闭母线的固有频率进行了研究。首先建立等效简化的物理模型，在多自由度系统的能量法基础上，建立Lagrange第二类方程，得到惯性矩阵[M]和刚度矩阵[K]构成的无阻尼的空间模型，求得母线不同方位的相应多阶固有频率。运用ADAMS工程软件对物理模型进行仿真模拟，并将模拟结果与计算值进行了对比。结果证明所求母线的固有频率符合设计要求。     

自走式全混合日粮制备机设计与试验

针对目前国内奶牛饲喂过程中青贮池饲料运输成本高、操作工序多以及营养损失大等问题,在现有立式饲料搅拌机的基础上,确定了牛场青贮秸秆饲料高效饲喂的自走式全混合日粮制备机总体方案,设计了青贮池青贮秸秆饲料取料装置、环形输送装置、带有切碎刀片的立式搅拌装置以及可调节撒料范围的侧门撒料装置。针对人工手动或多功能单一机械移除青贮圆捆或方捆塑料拉伸膜效率低的问题,模拟人类牙齿咬切方法设计了一种切捆除膜装置,利用下割刀的咬合动作实现对青贮捆的抓捆、切捆、除膜等一体化作业。设计了一种高效挂接机构,可对青贮池取料装置和切捆除膜装置进行快速换装,实现了牛场青贮秸秆饲料高效饲喂的一体化作业。经试验检测,样机取料高度为5 000 mm,取料宽度为2 000 mm,全混合日粮总制备时间为23. 7 min,得到全混合日粮混合均匀度为91. 1%,全混合日粮生产率为29. 6 m~3/h,卸料自然残留率为0. 7%,青贮秸秆捆破膜清除率达98. 4%,验证了该机的实用性。     

基于O形密封圈磨损过程的不同工况下溢流阀寿命预测方法

为了对不同工况下的某溢流阀进行寿命预测,通过寿命试验与ANSYS仿真相结合的手段,基于溢流阀内O形圈磨损过程,首先进行溢流阀的寿命试验,通过溢流阀寿命试验得出溢流阀在标准环境下的寿命信息,然后进行O形圈磨损过程的ANSYS仿真,建立仿真模型,模拟O形圈在标准环境下溢流阀中的受力状态和材料属性,得到O形圈所受接触压力小于工作压力时的O形圈失效当量半径,该当量半径与试验所得寿命信息可视为同一点,通过Archard磨损模型计算得到该元件的磨损率,并根据O形圈不同温度下的材料常数在ANSYS仿真模型中测得该工况下的失效半径,计算出这一工况下的寿命信息,通过不同工作压力和工作温度下的多次仿真,利用所得寿命信息,建立了溢流阀在不同工况下的寿命响应面,该方法可以应用到不同工况下的溢流阀寿命预测领域,为不同工况下液压元件寿命预测提供了参考.     

金属切削过程的三维数值模拟

借助有限元计算软件,建立了三维金属切削有限元模型,模拟了新型的Ti(C,N)基金属纳米陶瓷刀具金属切削过程,得到切削力、刀具磨损、切削温度的变化规律,计算出Ti(C,N)基金属纳米陶瓷刀具切削正火态45号钢时的合理前角.通过实验证明了模拟过程的正确性.相对于二维模拟,三维仿真更加真实地揭示了刀具和工件的切削状态.     

基于二硫化钼的电容式土壤湿度传感器

[目的/意义]土壤中含水率直接影响农作物生长状态和产量。开发出一种可靠、高效的土壤湿度传感器对实施农田科学灌溉具有重要指导意义。[方法]本研究提出一种基于微加工工艺制备的二硫化钼电容式土壤湿度传感器,通过叉指电极上同一平面上的金电极阵列实现数个电容并联,表面修饰二硫化钼作为敏感层实现对土壤湿度的测量。通过计算及使用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件研究电极参数对电容敏感度的影响,最终确定电极参数使用10μm间距、75对叉指。[结果和讨论]在保证测量精度的前提下,大大缩小了传感器的体积,可以实现土壤湿度的原位动态监测。在室温下相对湿度值从11%变化到96%时,电容式土壤湿度传感器在200 Hz频率下的电容输出为12.13 pf～187.42 nF;当土壤含水量由8.66%增加到42.75%时,传感器的电容输出在200 Hz频率下由119.51 nF增长到377.98 nF,显示出较高的湿度灵敏度及较宽的敏感范围。[结论]本研究提出的土壤水分传感器有望实现原位长期监测电容式土壤传感器的电容变化,从而监测土壤湿度的变化。     

基于机器学习的排涝闸站雨后水位预测

[目的]精准预测排涝闸站雨后水位.[方法]在分析为期1 a的田间实测水位数据的基础上,收集了四湖流域2个典型闸站(习家口站、田关站)为期10 a(2010—2020年)的历史水情资料,利用2种机器学习算法(支持向量机回归算法、回归树算法)对排涝闸站的雨后水位进行预测分析.[结果]支持向量机回归算法和回归树算法均较好地预...     

云南山地核桃振动采摘机的设计与试验研究

为了解决云南省山地核桃收获机械化作业率低、人工劳动强度大、采摘成本高的问题,通过对云南山地核桃物理特性进行分析,设计了一种新型山地核桃振动采摘机。通过理论分析设计了核桃采摘机的关键部件,建立了三维模型,并运用ADAMS对采摘机构进行仿真。运用ANSYS Workbench对核桃收获过程进行模拟分析,结合正交试验确定了采摘机的最优工作参数,为采摘机设计提供了理论基础,并以此为设计参数进行样机试制,进行了田间试验。仿真结果表明：核桃采摘机在汽油机转速为2500r/min(即振动频率为20Hz)时,树体伤害最小。根据正交试验可知：汽油机转速为2480r/min、夹持位置为1038mm、连杆长度为55mm时,性能最优。田间试验表明：仿真试验结果正确,核桃采摘机采摘率为85.58%,满足核桃采摘需求,且对核桃树枝几乎没有损伤。