山东紫花丹参种子物理特性试验

为获得丹参播种机排种器设计参数,以山东省紫花丹参种子为研究对象,试验测试了未经过催芽的紫花丹参种子三轴几何尺寸、千粒质量、含水率、休止角和滑动摩擦角。基于试验测试的结果,分析了紫花丹参种子关键物理参数。丹参种子试验测试结果表明,未催芽的紫花丹参种子的含水率为9.53％,三轴几何尺寸平均值为2.80 mm×1.46 mm×1.04 mm,平均千粒质量为1.39 g,休止角为13.27°,滑动摩擦角（不锈钢、塑料和铝）为18.5°、25.2°和33.6°。      

水稻芽种物理特性试验研究

通过对黑龙江省常用水稻品种空育131、垦鉴稻6、垦稻12、龙粳26芽种的几何尺寸、千粒质量、休止角和自流角进行试验,测试分析了相同和不同含水率条件下物理特性的分布范围和变化趋势。研究表明,在含水率25%时,芽种的几何尺寸服从正态分布,长度主要分布在6.9~7.4mm之间,宽度主要分布在3.6~4.2mm之间,厚度主要分布在2.3~2.7mm之间;千粒质量分布在36~41g之间;滑动摩擦角分布在26°~33°之间;休止角分布在21.5°~23.1°之间。在不同含水率下,水稻芽种的几何尺寸、千粒质量、休止角、自流角均随含水率的增加而增大。试验对芽种物理特性有更深入地了解,结论可为播种机的设计奠定基础。     

基于丹参种子物理特性的排种器参数设计

为获取丹参播种机排种器的设计参数,选取山东紫花丹参种子作为研究对象。经试验测量,紫花丹参种子千粒重平均为1.41g;含水率为10.11%;三轴尺寸长、宽、厚均值分别为2.82mm、1.48mm和1.03 mm;休止角为13.62°;种子和塑料、不锈钢、铝的摩擦系数分别为0.47、0.33、0.66。以上参数的测定为丹参播种机排种装置的排种盘型孔尺寸、吸室最大真空度、进种管倾角、排种器风压等参数设计提供数据依据,有利于提升排种器的工作质量。     

含水率对稻谷机械特性的影响

测定了江苏省主要稻谷品种武育粳3号在不同含水率下的三轴尺寸（长、宽、高）、千粒质量、自然休止角以及与铁板、中密度板、PVC板的摩擦因数.分析了稻谷含水率对其机械特性的影响,并通过回归分析建立了稻谷含水率与其三轴尺寸、千粒质量、自然休止角之间的数学模型.研究结果表明,稻谷的三轴尺寸、千粒质量、自然休止角均随着含水率的增加而增大.其中,稻谷的千粒质量、自然休止角与含水率间呈线性变化;随着含水率的增加,稻谷与铁板的摩擦因数呈线性增大,而与中密度板及PVC板间的摩擦因数则呈现先降后升的变化规律.     

水稻破胸芽种的物料特性试验

水稻芽种物料特性的研究是水稻芽播机设计的基础.当今对水稻芽种物料特性的研究很少.本文以湖南省常用的水稻品种为试验材料,对芽种的三轴尺寸、休止角和滑动摩擦角进行了测量.试验得出:芽种的三轴尺寸为长度在8～10mm,宽度在2.5～3.5mm,厚度在2.2mm左右;含水率相差不大的不同品种的水稻芽种的休止角和滑动摩擦角有一定差别.而同品种不同含水率下的休止角和滑动摩擦角差别比较大,随着含水率的减小休止角也相应的减小.     

水稻破胸芽种的物料特性试验

水稻芽种物料特性的研究是水稻芽播机设计的基础.当今对水稻芽种物料特性的研究很少。本文以湖南省常用的水稻品种为试验材料,对芽种的三轴尺寸、休止角和滑动摩擦角进行了测量。试验得出：芽种的三轴尺寸为长度在8-10mm,宽度在2.5-3.5mm,厚度在2.2mm左右;含水率相差不大的不同品种的水稻芽种的休止角和滑动摩擦角有一定差别,而同品种不同含水率下的休止角和滑动摩擦角差别比较大,随着含水率的减小休止角也相应的减小。     

小麦种子物理特性参数测定及在播种机

为获取小麦小区精密播种机排种器和自动供种装置的设计依据,研发初期选取济麦22种子作为测量对象,测定了种子的千粒质量、容重、三轴尺寸、休止角和静摩擦系数等物理特性参数。测量得知:济麦22种子千粒质量均值46.02 g;容重均值831.30 g/L;三轴尺寸的长、中、短轴均值分别为6.47、3.42和3.08 mm;休止角均值28.9°;小麦与不锈钢板之间的静摩擦系数最小,为0.427。上述参数的测定,为小麦小区精密播种机排种器和自动供种装置相关参数的确定提供了有力的数据支撑,在一定程度上提高了整机的工作性能。      

油葵籽粒物理特性的测定

农业机械化装备的发展建立在农业物料的物理特性的研究之上,油葵作为我国的油料源之一,机械化装备相对滞后。为此,对油葵籽粒的物理特性进行测定是十分必要的。油葵籽粒有关物理特性的研究是对其三维几何尺寸、质量、含水率、籽粒密度、静摩擦角及悬浮速度等参数的研究测定。测得结果为:油葵籽粒平均长度为6.2mm,平均宽度为3.74mm,平均高度为12.58mm;油葵籽粒的含水率为21.54%,百粒质量为10.1～12.6g之间;油葵体积的范围在9.023～10.334cm~3之间,密度为1.119～1.221g/cm~3之间;油葵籽粒的自然休止角θ的范围在39.3°～43.5°之间;油葵籽粒的滑动摩擦角为26°～29°之间;与金属板的之间的动摩擦因数为0.48～0.55之间;油葵籽粒的悬浮速度为7.45～9.23m/s。研究结果可以为后续有关油葵机械化装备的设计提供基础依据。     

人参种子物料学特性的研究

种子的物料特性与农业机械化生产关系密切,排种器的研究、种子育苗与移栽技术等都离不开种子的物料特性的测定。通过对人参种子物料学特性的测量,测得催芽与不催芽两类人参种子的各项参数,包括人参种子的几何尺寸、千粒重、休止角、内摩擦角、滑动摩擦角的各项参数值;通过对种子含水率的测量,测定不同含水率下人参种子的物料参数值的变化,得到人参种子的物料特性和含水率的变化关系。为人参生产机械的设计提供可靠、准确的数据参考,并为人参排种器的研究提供了理论参数。     

绿豆物理机械特性参数的试验研究

绿豆的精量播种是解决我国绿豆产业栽培技术落后、产量及品质较低等问题的关键因素之一,而气吸式精量播种是目前精量播种方法中应用很广的一种方法,因此通过实验对绿豆种子的重要特性参数进行了研究,得到了长宽厚平均尺寸分别为5.72、4.38、4.42mm,球形度为83.95%,千粒质量为86.02g,孔隙率为0.5 0 7 6,休止角为2 4.3 3°,并对种子与不同材料间的滑动摩擦角和摩擦因数、碰撞恢复系数、漂浮速度和漂浮系数进行了研究。该研究填补了绿豆重要特性参数研究的空白,为后续设计改进气吸式精量播种机使之适合绿豆种子播种要求提供了重要的理论依据。     

荞麦籽粒群摩擦力学特性研究

为减少荞麦籽粒在机械化作业过程中的摩擦损失,本文研究了荞麦籽粒群的摩擦力学特性。分别选取黑丰1号和榆荞4号为研究对象,研究不同品种、不同含水率的荞麦籽粒群与不同材料间的滑动摩擦因数,分析不同含水率的荞麦籽粒群休止角。结果表明:品种、含水率对荞麦籽粒群的滑动摩擦因数影响均显著,黑丰1号的滑动摩擦因数均大于榆荞4号;随含水率增加,荞麦籽粒群的滑动摩擦因数呈线性增大趋势。含水率对荞麦籽粒群休止角影响显著,随含水率增加,荞麦籽粒群的休止角近似线性增大,变化范围为27.98°～38.70°。荞麦籽粒群与不锈钢板、铝板两种材料间的滑动摩擦因数分别为:0.332～0.454、0.368～0.503;荞麦籽粒群与不锈钢板间滑动摩擦因数较铝板低。本研究为荞麦机械化作业装备的研制与优化提供理论依据。     

茶叶加工过程中的物理特性变化规律

为了探讨茶叶加工过程中物理参数的变化规律,以春季茶叶为试验材料,分别采用103°恒重法、量筒法、仪器法、注入法和斜面法,研究探讨鲜叶、萎凋叶、杀青叶、揉捻叶、作形茶及成品茶的含水率、容重、孔隙率和休止角,以及茶叶与不同茶机材料静摩擦角的变化规律。研究结果表明,绿茶在加工过程中含水率从73.7%一直下降到4.2%,作形过程中含水率下降最显著,揉捻过程中含水率下降最少;绿茶加工过程中成品茶容重最大,鲜叶容重最小,各加工阶段茶叶的容重变化范围为74.5～210.3kg/m3;鲜叶的孔隙率最大,揉捻叶的孔隙率最小,茶叶在制品的孔隙率在0.696～0.732之间变化;在整个茶叶加工过程中,休止角都在50°～60°之间变化;茶叶在铝板上的静摩擦角最大,浸胶帆布带上的次之,而在铜板、镀锌钢、不锈钢和普通钢板上则相差不大,在所有茶机材料上,作形之后茶叶的静摩擦角最小。     

茎瘤芥种子离散元模型参数标定

为解决茎瘤芥种子离散元模拟中缺乏准确仿真参数的问题,通过直接测量和虚拟标定方法确定“涪杂2号”茎瘤芥种子离散元参数。利用数显游标卡尺、电子秤等物理机械特性测定工具,得到茎瘤芥种子的三轴尺寸、等效半径、千粒重和密度;通过斜面碰撞法、三点滑动法和斜面法分别得到茎瘤芥种子与有机玻璃之间的恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.561、0.420、0.155;采用旋转鼓试验和圆筒提升试验结合MATLAB图像处理技术获得茎瘤芥种子的动态堆积角和静态堆积角分别为35.235 2°和14.483 0°。基于Plackett Burman试验筛选出对动态堆积角和静态堆积角影响显著的参数因子均为种子与种子间的滚动摩擦系数、种子与种子间的静摩擦系数;通过中心复合设计分别获得显著性因子与动态堆积角、静态堆积角的二次回归方程,并以动态堆积角和静态堆积角的实测值为目标,基于回归模型对因子参数组合进行优化,得到两组种子与种子间的静摩擦系数、种子与种子间的滚动摩擦系数最优参数组合为0.666 1、0.023 7以及0.341 6、0.036 0。对两组最优参数组合进行仿真验证,结果显示两组参数组合下动态堆积角、静态堆积角的仿真值与实测值相对误差分别为0.477%、3.590%和1.820%、4.950%。结果表明,仿真中种子与种子间的静摩擦系数、种子与种子间的滚动摩擦系数分别为0.666 1、0.023 7时,更符合茎瘤芥种子实际的物理特性。本研究能为茎瘤芥播种过程及相关装置设计优化提供参考。     

马铃薯收获机输送链仿真分析与参数优化

针对马铃薯收获机收获作业提出的更高要求，对马铃薯收获机输送链进行仿真分析和参数优化。通过分析，马铃薯横切面半径越大，在输送过程中越不稳定，在不发生漏薯的情况下，增加相邻栅条的距离可以提高马铃薯输送的稳定性。基于ADAMS对输送链不同水平夹角下的马铃薯滚动进行分析，马铃薯滚落速度变化与输送链倾角有关，在倾角≤30°时，马铃薯滚落速度能够达到稳定状态而不会继续增加，为马铃薯输送链的设计提供依据。建立马铃薯薯土分离效果与输送装置参数的关系，通过分析和试验的方式设计了主从驱动轮的中心距h为1 500 mm、输送链倾角β为25°、提升高度为634 mm的输送链，能够实现马铃薯的输送分离作业。      

电磁直线振动式谷子精少量排种装置设计与试验

针对谷子播种难、间苗工作量大等问题，根据谷子免间苗精少量播种的农艺要求，研制了一种电磁直线振动式谷子精少量排种装置。按照国家标准对排种装置进行了排量稳定性和排种均匀性试验。结果表明:振幅为0.06～0.22 mm、排种槽截面形状为矩形（8 mm×3 mm）时，排量稳定性最好，其变异系数均＜2.6%；在排种槽截面为矩形，作业速度分别为0.8、1.0和1.2 m/s，相应振幅分别为0.10、0.12和0.14 mm条件下，得到每100 mm区段内种子的平均粒数分别为7.6、7.0和7.2粒，排种均匀性变异系数均≤22.75%。该排种装置试验指标值均满足国家谷物播种标准的要求，可用于谷子等小籽粒谷物的精少量播种。      

梳脱式钙果采收试验台设计与优化

针对目前钙果在梳脱过程中出现随机不定向脱落的问题，设计了梳脱式钙果采收试验台，并以电机转速、梳齿弯曲角度、梳齿排布弧度直径和梳齿材质为影响因素，采收率为评价指标进行试验研究。结果表明，梳脱式钙果采收试验台采收率随电机转速增大和梳齿材质本身弹性系数和摩擦系数的增大而逐渐降低，随梳齿弯曲角度和梳齿排布弧度直径的增大而逐渐升高。电机转速、梳齿弯曲角度和梳齿排布弧度直径对采收率影响的优先级依次为梳齿弯曲角度、梳齿排布弧度和电机转速。根据试验结果分析，综合考虑实际采摘效率，选择最优梳脱参数为转速25 r/min、梳齿弯曲角度120°和梳齿按直径为900 mm的弧度进行排布时，试验台采收率为95.03%。试验结果可为钙果机械化采收相关研究提供参考。      

黄淮海地区大豆品种生物及力学特性研究

为研究大豆品种收获时期生物学及力学特性,对黄淮海地区12个大豆品种收获期的植株高度、底荚高度、蓬面直径、豆荚长度、豆荚个数、草谷比、百粒质量、豆粒厚度方向直径、籽粒和茎秆含水率进行测量。结果表明:收获期黄淮海实际种植的主流品种平均植株高度78.3cm,平均低荚高度18.9cm,平均蓬面直径10.0cm,豆荚平均长度4.9cm,豆荚平均个数61个,平均草谷比1.40,平均百粒质量19.9g,籽粒厚度方向平均直径5.7mm,大豆平均含水率12%,茎秆平均含水率28.4%。在含水率为13.0%,加载速度10、30、50mm/min条件下,运用万能材料试验机对不同大豆品种进行植株力学特性试验,分析了植株豆荚脱离和炸荚所需破坏力、破坏能与加载速度的关系。试验结果表明:单个大豆植株豆荚脱离和炸荚所需的破坏力和破坏能比较小,且在不同的加载速度下区别不大;豆荚炸荚时所需破坏力小于豆荚脱离时所需破坏力,在大豆收获过程中,避免炸荚、减少炸荚损失应是重点。