真空复合轧制自磨锐割刀与其结合界面组织性能研究

采用真空复合轧制工艺，将3种钢板（GCr15、Q420、IF）轧制成梯度复合材料，对其结合界面处的微观组织、成分及硬度分布、抗剪强度进行了检测，并对梯度材料自磨锐割刀进行了田间试验。结果表明，不同板层界面处材料间相互咬合形成较为紊乱的冶金结合方式，界面处元素相互扩散形成过渡区，组织缺陷较少。结合界面处的抗剪强度均超过了国标要求，且断裂方式为韧性断裂，不同界面间存在较为平缓的硬度梯度变化。梯度材料自磨锐割刀后刀面、刀尖及刃口材料为GCr15钢，硬度高、耐磨性好，前刀面的硬度呈梯度变化，磨损均匀，作业过程中可始终保持刀尖前凸，刃口曲率半径变化较小，能够长时间保持刃口的锋锐性与再生作物的低损伤切割。田间试验结果表明，相同作业条件下，梯度材料自磨锐割刀耐磨性是市售割刀的3倍以上。     

农作物茎秆切割理论与方法研究进展分析

茎秆是农作物的主要副产品，也是世界范围内丰富的生物质资源。茎秆切割是刚性体与柔性体的直接互作过程，是茎秆处理的重要工序。茎秆切割与农作物高效低损伤收获及茎秆资源化利用密切相关，开展割刀与茎秆切割互作过程的研究是农艺农机深度融合的重要方面，对于农业生产与生态发展具有现实意义。为此，本文围绕茎秆切割的相关问题进行了国内外研究进展的综合评述与分析，具体为：围绕茎秆力学参数与本构模型，阐述了茎秆生物学特征与力学参数的关系、测试方法与设备、茎秆本构模型的建立及应用；结合割刀结构参数与型式、耐磨性能、自磨锐性能，介绍了割刀的结构型式与材料特性；针对割刀与茎秆的切割互作过程，系统介绍了切割原理，以及高效率、低功耗、低损伤等切割技术研究目标；从试验研究的具体参数及目标值到仿真研究的不同类型，梳理了两种研究方法在茎秆切割中的应用概况。在此基础上，结合现有问题，着重探讨了茎秆切割领域未来的发展方向，为农业生产中茎秆切割问题的深入研究提供了参考。     

前驱苜蓿刈割压扁机切割装置设计与分析

针对苜蓿刈割压扁机在作业过程中出现的收获质量低、漏割率高、割茬高度不一致等问题,基于苜蓿收获要求,设计了一种前驱苜蓿刈割压扁机的切割装置。对其核心作业部件完成理论设计并确定相关结构和参数,对割刀进行运动学和动力学分析,并基于ADAMS软件对切割器在复杂路面的工作性能进行仿真。研究结果显示:刀盘转速为1800r/min和割刀数量为8片时,能够确保刈割作业不发生漏割现象;切割扭矩主要取决于刀盘转速和割刀刃长;所设计的切割器在复杂路面作业具备良好的通过性,可以保证割茬高度一致。研究成果可为苜蓿刈割压扁机的设计与优化提供参考。     

基于柔性夹持的青菜头收获机设计与试验

为解决西南丘陵山地青菜头机械化收获问题，结合青菜头生物特性和农艺要求，设计了一种具有柔性夹持功能的小型青菜头收获机。阐述了整机结构与工作原理，并对样机关键部件进行了结构设计和理论分析，柔性夹持装置初始间隙为60mm，最大允许通过青菜头直径为150mm，分析得到夹持输送带速度为0.37m/s、所需最大夹持力为38.04N；对割台架的仿地形能力和结构动力特性进行了分析，可得该结构允许地形起伏度为50mm，在安装割刀位置振幅最大，前5阶固有频率为115.63~783.60Hz，远大于发动机和地形产生的激励频率，因此不会发生共振现象。田间试验结果表明，切割及夹持输送机构运行平稳、振动小、切割有力、夹持力度适中；切割成功率为89.5%，青菜头损伤率为10.8%，实际工作效率为0.035hm2/h，各项性能指标基本满足设计和农艺技术要求。     

农作物茎秆切割理论与方法研究进展分析

茎秆是农作物的主要副产品,也是世界范围内丰富的生物质资源。茎秆切割是刚性体与柔性体的直接互作过程,是茎秆处理的重要工序。茎秆切割与农作物高效低损伤收获及茎秆资源化利用密切相关,开展割刀与茎秆切割互作过程的研究是农艺农机深度融合的重要方面,对于农业生产与生态发展具有现实意义。为此,本文围绕茎秆切割的相关问题进行了国内外研究进展的综合评述与分析,具体为：围绕茎秆力学参数与本构模型,阐述了茎秆生物学特征与力学参数的关系、测试方法与设备、茎秆本构模型的建立及应用;结合割刀结构参数与型式、耐磨性能、自磨锐性能,介绍了割刀的结构型式与材料特性;针对割刀与茎秆的切割互作过程,系统介绍了切割原理,以及高效率、低功耗、低损伤等切割技术研究目标;从试验研究的具体参数及目标值到仿真研究的不同类型,梳理了两种研究方法在茎秆切割中的应用概况。在此基础上,结合现有问题,着重探讨了茎秆切割领域未来的发展方向,为农业生产中茎秆切割问题的深入研究提供了参考。     

激光熔覆Ni基WC复合材料制备自磨刃割刀

为提高农用割刀耐磨性并使割刀形成自磨刃，利用半导体激光器，采用同轴送粉方式在65Mn刀具刃口一侧表面制备Ni基WC复合材料。使用SEM、EDS及XRD分析激光功率对熔覆层材料的微观组织、化学成分和物相组成的影响；采用显微硬度计、摩擦磨损试验机对熔覆层材料的硬度和耐磨性能进行检测。结果表明:激光熔覆形成的复合材料层与基体之间形成冶金结合，组织均匀致密；熔覆过程中部分WC颗粒熔解并与Ni基合金粉作用，形成了大量WC、W2C、Ni31Si12、Fe3Ni3B、Cr7C3、Cr23C6及CrB等硬质相，使得熔覆层硬度提高。随着激光功率的提高，熔覆层与基体之间元素扩散增加，但是熔覆层硬度有所降低。熔覆层平均硬度在1000（HV 0.2）左右，耐磨性能提高，满足农用割刀形成自磨刃的性能要求。      

胡萝卜联合收获机单圆盘对顶切割装置设计与试验

针对胡萝卜联合收获过程中对顶切割装置作业后胡萝卜损伤率高、切净率低等问题,设计了一种单圆盘对顶切割装置,并阐述了其主要结构及工作原理。在统计分析胡萝卜基本物理特性的基础上,通过理论计算确定了斜拉式导向齐平对顶机构的两对齐基板间距、拉齐区长度和对齐基板斜边角度等主要结构参数,达到胡萝卜茎叶精准拉齐的目的。以螳螂前肢胫节曲线为原型,将拟合优化后的曲线形状应用至圆盘动割刀和直割刀刃口上,构建切割机构-胡萝卜茎叶力学模型,分析其满足胡萝卜被高效切断的条件。对圆盘割刀进行运动学分析,建立圆盘割刀前进方向的运动学模型,确定影响装置工作性能的因素为胡萝卜输送速度和圆盘割刀转速。以胡萝卜收获机夹持输送皮带轮转速(胡萝卜输送速度)和圆盘割刀转速为试验因素,以胡萝卜根茎损伤率、茎叶切净率、切割平整度为试验指标,进行了二因素五水平二次正交旋转组合试验,通过对试验结果进行分析优化,确定最佳参数组合。结果表明,当胡萝卜收获机夹持输送皮带轮转速为113 r/min、圆盘割刀转速为156 r/min时,对顶切割装置性能最优,此时胡萝卜损伤率均值为0.53%、切净率均值为95.41%、平整度均值为94.10%。对优化结果进行田间试验验证,验证结果与优化结果基本一致,作业过程中装置工作平稳。     

割草机切割压扁装置运行参数优化与试验

为了降低收获过程中的牧草损失,选择最佳的割草压扁机设计参数,对割草压扁机割刀转速和压扁辊转速及其匹配对苜蓿收获质量的影响进行了研究。利用ADAMS软件对割台和植株进行了虚拟样机建模,并利用模型进行了苜蓿植株的切割喂入试验,通过收获过程中割刀与植株平均接触力、压扁辊与植株平均接触力、输送时间等仿真数据,拟合其随割刀转速和压扁辊转速的变化趋势和方程,定义了评判割草机对植株破坏程度的碎草系数并建立了模型。根据碎草系数模型,当割刀转速ng=1 875 r/min,压扁辊转速ny=749 r/min时,割草压扁机对苜蓿植株的破坏最小。利用田间试验对碎草系数与实际碎草率的相关关系进行了验证,两者的决定系数R2=0.958 76。通过碎草系数预测的最低碎草率约为8.38%,比原始样机减少了3.97个百分点,由此可使鲜苜蓿增收约0.47 t/hm2,比原始样机产量提高了4.53%。     

4QM-4.0型麻类青饲料联合收获机割台结构设计与试验

针对现有牧草收割机收割饲用苎麻作物时，割台输料不畅，搅龙易被麻类纤维缠绕的问题，设计一种专用收割机割台。该割台由往复式切割装置、拨禾轮、茎秆捡拾输送器及螺旋搅龙组成。根据饲用苎麻的田间生长特性及物料特点，开展收割机割台设计。通过理论计算与试验分析，确定割台各关键装置结构参数：拨禾轮的圆周半径为840 mm、切割器离拨禾轮轴高度为1 470 mm、拨禾轮转速27.9 r/min、升降行程为700 mm、往复式割刀曲柄转速为540 r/min、茎秆捡拾输送器拨齿轮滚筒半径为150 mm、转速为152.80 r/min，喂入搅龙直径为320 mm、转速为170 r/min。田间试验表明：该机收获损失率为3%，标准草长率为91%，作业小时生产率为0.25~0.35 hm2/h，割茬高度为150 mm。收割时，割台未出现堵料及纤维缠绕现象；收割后，苎麻割茬整齐，未发现作物茎秆基部存在明显撕裂现象。试验结果表明往复式切割器切割效果良好，整机工作性能稳定，该收割机割台能够满足对饲用苎麻作物的收割要求。     

暗管排水条件下春灌定额对土壤水盐运移规律的影响

为探讨暗管排水条件下不同春灌定额对盐渍化灌区土壤水盐分布及作物产量的影响，以明沟排水常规春灌水平（2250m3/hm2）为对照组（CK），设置暗管排水条件下常规春灌灌水量的100%、90%、80%、70%（W1、W2、W3、W4）4个梯度，进行田间试验，研究不同春灌灌水量结合暗管排水技术对中度盐渍化土壤的淋洗效果，分析水盐分布规律、盐分离子淋洗效果、对地下水埋深的控制作用和对油葵产量及其水分利用效率的影响，确定最佳淋洗定额。结果表明：由于淋洗水量较大、排水较少，CK处理根层土壤含水率较高，但与W1、W2处理无显著差异。W1、W2、W3处理灌后均具有较好的脱盐效果，根层土壤脱盐率比CK处理分别提高了18.47、18.24、7.75个百分点（P<0.05），W1与W2处理间无显著差异，均显著高于W3处理（P<0.05）；W4处理由于灌水量较小，其土壤脱盐效果显著低于其他处理（P<0.05）。W1和W2处理对土壤盐分离子淋洗效果较好，随着灌溉淋洗水量的增加，土壤的离子组成朝良性方向发展。W2处理春灌后地下水埋深下降时间最佳，5月底地下水埋深降到0.8m，刚好是油葵种植的最佳时间，W2能够较好地保持土壤墒情，且不影响作物正常耕作。W1处理油葵产量显著高于其他4个处理（P<0.05），分别较CK、W2、W3、W4增产3.27%、3.54%、6.46%、17.98%。土壤水分利用效率最高的处理是W2，与W1无显著差异，显著高于CK、W3、W4（P<0.05）。综上，仅从增产角度分析，W1处理显著高于其他4个处理（P<0.05），是可供选择的模式；若受水资源限制，则可采用减少20%灌水量（W3处理），脱盐效率略低，较明沟排水低2.99个百分点，可以增加改良周期，缓解土壤盐渍化。从对土壤控盐、节水、稳产与水分利用效率多角度综合分析，在常规灌水量基础上减少10%并结合暗管排水技术（W2处理）是适宜的灌溉模式。     

灌溉水平及灌溉间隔对大豆植株干物质积累的影响

采用桶栽方法,选用黑农48为试验材料,设计4个灌溉水平及4种干旱胁迫历时进行交叉试验,研究了灌溉水平及干旱胁迫历时对大豆干物质积累的影响。结果表明,花荚期大豆植株叶、茎、根和荚果更易受干旱胁迫历时影响,干旱胁迫历时越短越有利于植株生长,灌溉水平对植株的生长影响相对弱于干旱胁迫历时。植株各器官干质量的等高线图表明高灌溉水平、短干旱胁迫历时比低灌溉水平、长干旱胁迫历时有绝对优势,同时也表现出高灌溉水平、长干旱胁迫历时处理与低灌溉水平、短干旱胁迫历时处理之间具有相似性。     

摊铺机压实机构动态特性仿真

在摊铺机中,由熨平压实机构和压实介质组成的系统,为两个自由度的非线性动力学系统,压实介质简化为粘弹塑性体.建立熨平压实机构动态特性力学模型,利用计算机仿真,研究了熨平压实机构的动力学问题,分析了熨平压实机构动力学参数变化对该系统动态特性的影响.     

影响感官检验棉花品级的因素探析

感官检验棉花的品级,这是农村常见的一种检测手段.它的一个主要特点就是存在不确定性.这是由于检验员的品级检验水平存在一定的差异,其中有很多因素制约着检验的结果.文章对影响感官检验结果的因素进行了系统的分析.     

番茄果实热导率测试装置参数实

微热探针法测试热导率系统已被广泛应用于食品材料热导率的测试中.但是,由于实验条件或实验设备的限制,基于理想的线热源瞬态模型测量原理得到的结果会产生某些测试误差.针对测试误差,从探针输入电压、加热时间和样品的径向尺寸等装置操作参数的选择着手,通过实验,得到装置系统测定中输入电压的最佳值为2.5～6.5V、加热时间最佳值为20～50s.最后通过实际测试,得到了番茄果实在不同成熟阶段的热导率变化规律.     

迷宫流道转角对灌水器抗堵塞性能的影

以转角分别为45.0°、60.0°、67.5°和75.0°的齿形流道灌水器为研究对象,应用CFD流场速度数值分析、PIV颗粒运动轨迹线和速度观测对比以及浑水抗堵塞测试相结合的方法,研究了转角对灌水器水力性能和抗堵塞能力的影响.结果表明转角与流量系数及流态指数均呈负相关关系,而灌水器的抗堵塞能力随着转角的增加呈下降趋势.综合分析转角对水力性能和抗堵塞性能的影响,提出迷宫流道结构灌水器的合理转角为60.0°.     

机采棉清杂系统的钉床式荷电装置与试验

针对机采籽棉清杂工序中荷电效果不佳的现实问题,提出了一种钉床式荷电方法。以MCU为主控制单元,设计了一款钉床式荷电控制系统。在荷电极板面上均匀分布且垂直于极板面的长度为5cm的金属钉,控制器控制静电发生器产生高压静电,通过荷电极板上的金属钉放电,将平铺在极板间的机采棉荷电。试验结果表明:与无金属钉的荷电极板相比,机采棉荷电均匀,荷电速度提高了8%,效果良好。该研究可为机采棉静电清杂应用提供参考。     

并联压电泵腔体初始容积设计

为探究腔体初始容积对压电泵性能的影响,设计了双腔体并联压电泵.通过理论分析,确定了双腔并联压电泵能够工作时泵腔初始容积的取值范围,根据理论公式设计制作了6种不同腔体初始容积的双腔并联有阀压电泵样机,对泵腔初始容积的变化与泵工作性能关系进行研究.在110 V工作电压下,工作频率小于400 Hz范围内,用压电双晶片进行驱动,分别以液体水和空气为介质,对不同压缩比（压电振子振动产生的泵腔容积变化量与泵腔初始容积的比值）下的并联泵进行了试验测试.结果表明,当泵送液体水时,压缩比为1/18时泵的整体输出流量最好,最大输出流量可达1 330 mL/min,压缩比越大,泵的输出压力和自吸能力越好,最大输出压力和自吸高度分别为58.5 kPa和69 cm;当泵送气体空气时,压缩比越大,泵的输出能力越好,最大输出流量和压力分别为850 mL/min和6.5 kPa,当压缩比小于1/32时,泵已经失去了输出气体能力.     

迷宫流道转角对灌水器水力性能的影

为研究齿形、梯形以及矩形流道转角变化对水力性能的影响,采用Fluent软件对不同形状下不同转角的流道进行了数值模拟.研究结果表明:当其他条件相同时,转角的变化与流量系数、流态指数呈负相关,其变化对梯形流道灌水器的流量系数影响最大,最多下降了19.03%,齿形流道次之,下降了10.14%,矩形流道是梯形流道转角角度增加的延伸,具有相同的水力性能变化规律;随着角度的增加,梯形流道总的局部水头损失系数最多增加了32.5%,而齿形流道总的局部水头损失系数最多增加了23.4%,变化都很明显;压力较高时,摩阻系数基本保持不变,流体为紊流状态.     

叶轮后密封环直径加大量对轴向力特性的影响

以300QJ230-40/2型潜水泵为研究对象,以清水为介质,采用标准k-ε湍流模型在多重参考系下对该泵全流道进行了定常不可压数值模拟,获得了外特性和轴向力预测值,并绘制了性能曲线和轴向力随扬程变化的关系曲线;采用机械法对该泵轴向力进行了试验测量,并将模拟值与试验值进行对比分析.结果表明:在0.8Q_sp~1.2Q_sp(对应扬程为46~36 m)的工作区域,泵性能和轴向力的数值计算结果与实测结果基本吻合.在叶轮前密封环直径、平衡孔直径及数量不变的条件下,在叶轮后密封环直径加大量Δr_m≠0时,对该潜水泵进行了全流道数值模拟和轴向力数值计算,绘制了不同后密封环直径下泵轴向力随扬程变化的关系曲线,结果表明了加大后密封环直径能有效地减小轴向力;绘制了轴向力系数与比面积关系的无因次曲线.     

城镇供水优化调度的减灾效益分析

从灾害经济学的角度探讨了城镇供水优化调度的必要性和可能性，认为在缺水不可避免的情况下，对供水进行优化调度可以减小缺水带来的损失，产生较好的减灾效益，特别是可以大大减小严重干旱的灾害效应。并根据水资源的特性，提出了缺水损失的计算模式以及优化调度的原则和方法。