基于经典力学的油菜直播机旋耕功耗分析与仿真

由湖南农业大学自主研发的2BYD–6型油菜直播机,采用T245型国标旋耕刀,左右弯刀各20把,以阿基米德螺线排布,旋转半径为0.287 5 m。基于经典力学,提出旋耕作业过程中切割土壤体积的计算方法以及其受力平衡方程,计算刀片在作业过程中的切土扭矩和抛土扭矩,建立了旋耕功耗的计算模型,分析了旋耕功耗与直播机运动参数的关系。旋耕功耗模型计算结果表明,旋耕刀作业过程中,水平方向受力随着刀轴转速和直播机前进速度的增大而增加,垂直方向受力变化较小,直播机前进速度分别为0.4、0.5、0.6 m/s时,旋耕功耗与刀轴转速呈线性关系,拟合方程分别为y=–4.481+0.101 6x、y=–4.947+0.109 0x、y=–4.466+0.113 0x。采用EDEM仿真模拟计算油菜直播机旋耕功耗,在前进速度分别为0.4、0.5、0.6 m/s,刀轴转速为100～160 r/min条件下,与功耗模型计算结果的误差为2.51%～6.69%。     

4SYT–0.8型自走式油菜苔收割机的设计

借鉴立式油菜割晒机的切割输送方式,研制了4SYT–0.8型自走式油菜苔收割机。油菜苔收割机主要由行走底盘、立式切割台、割台升降装置等组成。确定了切割割台、割台升降装置的结构参数、切割割台与机具前进速度相匹配的横向输送链拨齿线速度、切割器切割线速度等作业参数,作业时可根据菜苔切割高度要求调整切割器离地高度。试制样机在垄宽60 cm、行距40 cm、平均密度39.82万株/hm~2的单垄2行油菜菜苔种植地进行收割试验,结果表明:行驶速度为0.8 m/s、横向输送链拨齿线速度为1.12 m/s、切割器切割线速度为0.96 m/s时,对油菜苔的漏割率为0.8%,输送损失率为1.3%,作业质量可满足要求。     

手扶牧草收割机往复式切割器主要参数试验分析

通过系统的理论分析和田间试验,对手扶牧草收割机往复式切割器的主要参数进行试验研究,结果表明,往复式切割器可较好实现切割性能,切割速度可达2 m/s,作业速度1.1 m/s,割刀高50 mm,切割速度比1.88 m/s,刀齿间距76 mm。该手扶牧草收割机往复式切割器可实现割茬整齐,无撕裂、漏割、重割和堵刀现象;适于收割牧草、小麦等细秆作物。     

基于甘蔗切割有限元分析的割台工作参数优化

为了研究垄沟甘蔗收割台的切割性能,分析割台切割器的刀盘倾角、刀盘转速和割台前进速度对切割力和切割能耗的影响。通过试验测量了甘蔗轴向和径向的剪切模量、弹性模量、泊松比分别为0.59 MPa、8.63 MPa、0.458和4.30 MPa、5.25 MPa、0.419。利用ANSYS/LS_DYNA软件和物理特性试验结果对甘蔗的切割过程进行了有限元仿真分析。利用软件Design-Expert.V8.0.6.1对有限元仿真数据进行了方差分析、回归分析和响应曲面分析,其分析结果表明,当机器前进速度为0.45 m/s时,刀盘倾角14°～23°、刀盘转速630～670 r/min为最佳参数范围。对甘蔗进行有限元仿真能缩短试验时间,降低试验的成本,为样机的设计提供有效的依据。     

过原点回归直线方程的拟合优度

过原点回归直线方程y=b_0x的拟合效果可以用拟合度f表示,而y=b_0x与最优回归直线方程y=a+bx的拟合差异则可以用它们的斜率比S_r表示。     

标准型切割器切割图的计算分析

当前,分析比较往复式切割器性能都用图解法。本文以标准型往复式切割器为例,采用解析法,借助于电子计算机对切割器随进程而变化的切割图进行数值计算。其中包括最大无漏割区进程,最小无重割区进程;茎杆横向及纵向最大弯曲;动刀刃负荷面积,有效切割区、重割区和漏割区面积以及动刀刃基部负荷不均匀度等的计算。这种方法可以根据刀片结构尺寸及收获物与刀刃摩擦角的不同,迅速而准确地对上述各值进行计算,以便定量地分析、比较和讨论切割器的切割质量。对设计切割器确定动刀片和定刀片尺寸有帮助。此外,可供其它往复式切割器的计算分析参考。     

油菜收获圆盘式切割器的设计与性能试验

为了寻求减少油菜联合收获机割台损失的途径,设计了一种适应油菜收获的圆盘式切割器。利用摆锤冲击试验机,研究单株油菜的生物物理特性,得出适合油菜切割的高度为200～400 mm。运用自制的自走式切割试验装置,对影响切割功耗和落粒损失的切割速度、切割高度、刀盘倾角等进行了单因素和多因素正交试验。单因素试验结果表明,在切割转速700 r/min,切割高度300 mm,刀盘切割倾角10°时,其切割功耗为30.19 W,落粒损失为1 162粒。正交试验结果表明,切割转速750 r/min,切割高度250 mm,刀盘切割倾角10°,装置前进速度0.4 m/s,刀片6片为最佳参数,与正交5号试验相近,其切割功耗36.39 W,落粒损失895粒。     

油菜收获圆盘式切割器的设计与性能试验

为了寻求减少油菜联合收获机割台损失的途径,设计了一种适应油菜收获的圆盘式切割器。利用摆锤冲击试验机,研究单株油菜的生物物理特性,得出适合油菜切割的高度为200~400 mm。运用自制的自走式切割试验装置,对影响切割功耗和落粒损失的切割速度、切割高度、刀盘倾角等进行了单因素和多因素正交试验。单因素试验结果表明,在切割转速700 r/min,切割高度300 mm,刀盘切割倾角10°时,其切割功耗为30.19 W,落粒损失为1 162粒。正交试验结果表明,切割转速750 r/min,切割高度250 mm,刀盘切割倾角10°,装置前进速度0.4 m/s,刀片6片为最佳参数,与正交5号试验相近,其切割功耗36.39 W,落粒损失895粒。     

梨果实与叶片特征关联的分形研究

为了揭示梨果实的大小、形状、果重与叶片的大小及形状特征间的相关性,采用总体抽样方法,复选20个果实与20片叶为试验样本,8个果实与8片叶为检验样本。采集试验样本果实与叶片的图像,并裁剪转化成二值化图像。以梨果实和叶片区域细化后的边界像素数和区域内像素数分别为果实和叶片的周长和面积,结合分形理论中周长与面积的关联模型,得到梨果实的周长与面积的拟合模型y=1.034 2x+0.109 8;叶片周长与面积的拟合模型为y=1.480 7x+1.245 5;叶片周长与果实周长的拟合函数y=0.795 5x+0.778 7;叶片面积与梨果实面积的拟合函数y=0.526 1x+1.433 1;叶片面积与果重的拟合函数y=1.930x+2.718。通过样本检验,各模型拟合精度达90%。     

星点设计–效应面法优化葡萄枝蔓中白藜芦醇的提取工艺

用乙醇回流法从葡萄枝蔓中提取白藜芦醇,以乙醇体积分数(x1)、回流时间(x2)和溶媒比(x3)为自变量,以白藜芦醇得率(y)为因变量,得二次回归方程y=–6.186 39+0.181 78x1–0.012 371x2+0.122 93x3+0.000 273x1x2–0.000 545x1x3–0.000 164x2x3–0.001 178x12–0.000 042x22–0.002 998x32(r=0.936 1,P<0.01)。用星点设计–效应面法优化提取工艺条件,优化后的较佳提取工艺条件为乙醇体积分数90.2%,提取时间129.5 min,溶媒比8.8,共提取2次。     

水稻“3414”田间肥料效应试验报告

通过"3414"肥效试验,在三元二次方程拟合效果不好的情况下,采用一元二次方程拟合获得施氮量与产量之间的数学模型为y=-2.7676x2+55.39x+379.63;施磷量与产量之间的数学模型为y=-1.1741x2+9.867x+599.255;施钾量与产量之间的数学模型为y=-10.576x2+47.972x+572.465。根据数学模型得出氮磷钾最佳亩施肥量为N9.53kg、P2O53.47kg和K2O2.16kg。缺氮的相对产量为61.2%,缺磷的相对产量为96.2%,缺钾的相对产量为91.5%。     

基于机器人采摘的柑橘果柄切割力学特性研究

为了给柑橘采摘机器人切割装置设计提供依据,根据采摘时被切割果柄弯曲的工作状态,设计了果柄切割夹持试验架,对柑橘果柄进行了不同切割条件的切割试验。结果表明:切割过程中,柑橘果柄发生弯曲,随着滑切角增大,果柄产生的起始裂纹从外侧转移到内侧,同时果柄切口更光滑;切割速度、刀具形式和滑切角均显著影响柑橘果柄的切割力学参数;随着切割速度的增大,峰值切割力、切割功率和切割位移均先快速减小,然后缓慢减小;随着滑切角的增大,峰值切割力减小,但切割位移先减少后增大;当滑切角为0°时,相比平刀和齿刀,弧刀对柑橘果柄的峰值切割力和切割位移最少;采用平刀切割,滑切角不应太大,以免切割位移过大,降低采摘速度;使用齿刀切割,滑切角应大于30°,不但峰值切割力大大减小,而且切割位移增加也较小。     

4LBZ–125型半喂入水稻联合收割机割台性能试验

针对4LBZ–125型半喂入水稻联合收割机割台存在输送不畅的问题,设计了以该收割机割台为原型的室内试验台,以输送效果、切割效果、扶禾效果和其他效果等为评价依据,对割台扶禾速度、切割速度、输送速度和机器行走速度等进行了正交试验和单因素试验。正交试验结果表明,影响割台性能的主要因素是行走速度和输送速度;单因素试验结果表明,割台正常工作最佳参数为扶禾速度0.8 m/s、切割速度0.85 m/s、输送速度1.1 m/s、行走速度0.675 m/s。对正交试验结果较佳组合和单因素最佳参数组合进行验证对比试验,结果表明,单因素最佳参数组合输送效果最好,能较好地满足生产要求。     

基于ANSYS/LS-DYNA的大豆锯齿回转切割器作业参数优化

为分析锯齿回转切割器作业参数变化对大豆秸秆切割阻力的影响,优选切割器最佳作业参数组合。利用ANSYS-LS/DYNA对锯齿回转切割器的大豆秸秆切割过程进行了模拟仿真,分析了秸秆整个切割过程的切割阻力变化情况。分析结果表明,秸秆切割阻力为多峰波动函数。以切割线速度、切割器倾角及作业速度为试验因素,切割阻力为试验指标,进行了正交参数优化虚拟试验研究。影响因素顺序为切割线速度切割器倾角作业速度,切割线速度及切割器倾角为极显著影响(P0.01),作业速度为显著影响(P0.05);切割阻力随着切割线速度的增大及前进速度的减小而先减后增,随着切割器倾角增大而增大。当切割线速度15 m·s~(-1),切割器倾角-10°,作业速度1.5 m·s~(-1)时,切割阻力最小为13.387 N,且切割器最优参数通过了仿真试验验证。     

寄主日龄对啊氏啮小蜂寄生后代的影响

啊氏啮小蜂(Tetrastichus hagenowii)是美洲大蠊卵的寄生蜂,越新鲜的美洲大蠊卵荚被寄生率越高,不同日龄卵荚寄生率(y)与卵荚日龄(x)的关系符合方程y=-0.6 943x+34.158(R2=0.9205).寄生不同日龄卵荚的啊氏啮小蜂的发育历期(y)随着美洲大蠊卵荚日龄(x)的增加而缩短,符合方程y=-0.4411x+43.404(R2=0.9467).寄生蜂的雌雄性比(y)也随着寄主日龄(x)的增大而降低,符合方程式y=-1.4349x+89.435(R2=0.9331).     

标准型切割器特性曲线和切割图的计算机计算和绘制

此文在建立往复式切割器运动参数方程的基础上,编制了随着进距改变自动绘制切割图程序和绘制进距与空白区、重切区、一次切割区以及割茬高度关系特性曲线的程序,井且对绘制的切割图和各种特性曲线进行分析。     

土壤地表径流与土壤渗透拟合方程的研究

本文通过人工模拟降雨技术,在46个测点上取得实测资料。采用曲线拟合法,得到了时间与地表径流系数的关系方程、渗透时间与渗透总量的关系方程、渗透时间与渗透速率的关系方程、渗透速率与渗透总量的关系方程,这些方程分别采用y=a(1-e~)~b、y=a+bx+cx~2、y=f_c+(f_o-f_c)e~、y=ae~(b/x)模型时,可以得到良好的拟合效果。并对46个测试区都作出了实测曲线的拟合方程,还对其渗透特性作了探讨。     

箣竹地上生物量分配格局及秆形结构特征

【目的】研究了丛生竹种箣竹(Bambusa blumeana)地上生物量分配格局及秆形结构特征,以期为箣竹的综合开发利用提供理论依据和数据支撑。【方法】参考"毛竹林的调查方法"与SPSS统计软件分析方法。【结果】箣竹地上各器官中,叶片含水率最高,达49.8%;竹秆的干生物量比例最大(73.5%),其次为竹枝(15.1%)和竹叶(11.4%)。秆形特征主要分析了秆高、胸径、鲜秆质量、尖削度、竹壁厚、节间长等指标,其中,箣竹全高(y/m)对胸径(x/cm)的拟合方程为:y=-0.419 7x2+9.074 9x-27.817(R2=0.958 6);鲜秆质量(y/kg)对胸径(x/cm)拟合的幂函数方程为y=0.145 4x2.461 6(R2=0.970 3);壁厚随竹秆高度变化的拟合方程为y=0.989 7x-1.017 5(R2=0.971 7)。【结论】在竹种的加工利用过程中,生物量分配格局和秆形特征是决定竹材利用率及加工方向的重要指标,本研究为箣竹的开发利用提供了理论参考。     

土种杂交猪胴体性状分析及瘦肉率预测模型筛选研究

选择5⁷月龄左右阉割的土种杂交商品猪111头,分别测其瘦肉率、热胴体重、背膘厚度等指标。分析了猪胴体的基本性状及其相关性,并以瘦肉率(y)为因变量,其它指标为自变量,建立了胴体瘦肉率的回归拟合方程。结果表明,多元线性方程y=60.453+0.0971x10-0.2551x9-0.2432x5(R2=0.7342,RMSE=1.55238)能较好地预测胴体瘦肉率,倒数37月龄左右阉割的土种杂交商品猪111头,分别测其瘦肉率、热胴体重、背膘厚度等指标。分析了猪胴体的基本性状及其相关性,并以瘦肉率(y)为因变量,其它指标为自变量,建立了胴体瘦肉率的回归拟合方程。结果表明,多元线性方程y=60.453+0.0971x10-0.2551x9-0.2432x5(R2=0.7342,RMSE=1.55238)能较好地预测胴体瘦肉率,倒数3⁴肋背膘厚(x5)、臀中肌垂直至背中线的最薄处膘厚(x9)、臀中肌末端垂直到脊髓管边缘处膘厚(x10)被选入方程,经实际生产验证,此模型准确度较高,方程可靠。     

基于ANSYS/LS-DYNA的滚刀式甜高粱切割器动力学仿真

甜高粱茎秆切割装置的研究,对于提高其割茬整齐度和糖份利用率均有重要意义。通过分析滚刀式切割器切割原理,基于ANSYS/LS-DYNA软件建立甜高粱茎秆切割装置有限元模型,模态分析结果显示,刀片的固有频率为1 908.7 Hz,能够避免滚刀高速旋转情况下动刀片共振情况的发生。研究甜高粱切割过程中刀片的受力情况与动刀片参数的关系,以整机前进速度、刀片安装角度和滚刀转速为3个因素,以切割力为试验指标,利用正交试验的方法,得出当刀片切割力最小时,刀片安装角度为140°,滚刀转速为1 400 r/min,整机前进速度为4 km/h,为甜高粱茎秆切割装置的研究提供依据。