枸杞果实振动脱落特性模拟仿真及试验研究

为深入研究枸杞果实-果柄振动分离特性,确定成熟枸杞果实-果柄分离用时最短的激振振幅与频率组合,研究了枸杞果实振动脱落机理,并通过仿真试验得到了最佳振幅和频率、枸杞脱落数量与时间的关系曲线、振动杆加速度和枸杞果实的加速度。搭建了枸杞振动试验台,以脱落所需时间为指标,分别对成熟和未成熟枸杞进行了振动脱落正交试验,获得了不同激振组合参数下振动杆的加速度及枸杞的脱落情况,最终确定了试验因素的最佳组合为:激振振幅12mm,激振频率16Hz。该条件下成熟枸杞脱落用时为1. 39 s,激振方向最大加速度为162. 81m/s2。本研究可为振动式枸杞机械收获装置的设计提供理论依据与数据支撑。     

基于振动试验台的果树枝运动规律的试验研究

结合大规模种植的乔木类果品采收要求,完善果树连续式机械振动采收问题。介绍连续激振式采收过程中影响树枝振动效果的试验,通过振动试验台夹持果树主干不同位置,施加不同类型激振力进行振动实验;利用动态信号测试分析系统进行数据采集和输出,获得不同激振频率、激振位移下果树树冠不同位置的加速度数据及曲线,进行分析和对比。夹持主干的位置距离果树固定端为60cm,振动测试系统输出振动频率为20Hz、激振位移为5mm时,果树枝端获得加速度较大,树枝和果实之间的相对加速度也较大;保证振动采收装置在采收中果实净采收率高,果树损伤小的要求。     

振动参数对果树采收影响的试验研究

从乔木类果品采收实际要求出发,旨在解决乔木类果树的连续机械振动采收问题。为此,进行了连续激振式采收过程中影响果树振动效果的试验。通过电动振动试验系统对果树主干不同位置进行夹持,施加不同类型激振力进行振动试验,利用动态信号测试分析系统进行数据采集和输出,获得不同振动频率、振幅下果树不同位置的加速度数据及曲线,并进行分析和对比。结果表明:当夹持主干的位置距离果树固定端为60cm、振动测试系统输出振动频率为25Hz、激振位移为5mm时,果树获得加速度较大;树枝和果实之间的相对加速度也较大。该试验为振动采收装置的研究提供必要的理论依据。     

铸铁表面接触法向阻尼特性试验

研究了铸铁磨削表面在法向载荷作用下的接触阻尼特性,得知采用复阻尼形式表达接触阻尼比用复刚度形式能更好地反映试验结果和规律。研究了简谐激励下法向接触压力与接触层变形的关系,提出用复阻尼方法建立接触层的稳态动力学方程。研究了法向预紧力、激振力幅值和激振频率对相位的影响。结果表明,在激振频率为0.25～128 Hz,激振力幅值为22.7～296 kPa,预紧力0.205～1.68 MPa,变形滞后的相位在1.5°～55°之间变化。相位与预紧力保持线性关系,预紧力越大,相位越小。相位与激振频率的关系在频率比较高时大致呈线性关系,频率越高,相位越大。还得知相位与激振力幅值的关系曲线不是单调的,激振力幅值较小时相位存在一个最大值,即只有在激振力幅值合适时才会产生最大的接触阻尼。     

基于5R并联机构的二自由度树冠振动装置设计与试验

振动式采收是一种高效的林果机械化采收形式。在现有的激振形式中,非圆周激励可以使果树产生有效的振动,实现整体采收效果。为进一步提高果实的采收效率,针对非圆周激励中不同类型旋轮线轨迹进行深入研究。通过SolidWorks、ANSYS、ADAMS等软件建立果树柔性体模型。将不同轨迹参数的旋轮线位移载荷导入ADAMS,施加于果树模型激振点。比较不同轨迹的旋轮线位移载荷下果树模型的振动响应,确定3支线1号外旋轮线轨迹E为最优激振轨迹。根据最优激振轨迹,设计了由平面5R并联机构驱动的二自由度树冠振动装置。以油茶树为激振对象,确定频率6 Hz、振幅90 mm为激振参数,设计并搭建样机进行试验。试验结果表明,7×7交错分布的激振杆布局方式的激振效果最优,该布局下树冠平均合成加速度响应为22.38 m/s²,激振加速度传递效率为77.63%,验证了二维激振轨迹的有效性。     

单双轴偏心激振器对核桃树体振动特性的对比分析

通过Pro/E对树体建立模型,在激振力的大小相等、距地面相同高度及相同激振频率的条件下,运用Workbench对单轴单偏心振动机构和双轴对称偏心振动机构产生的不同形式的激振力对树体振动特性进行对比分析,为林木干果采摘机械的激振装置的结构设计、选用提供了参考。     

稳定振动条件下梨的振动损伤研究

通过梨的振动试验，研究了稳定振动条件下，振动加速度、振动频率对梨的损伤影响，分析了梨振动至失去商品性时的振动次数N与损伤能量的关系，探讨了在相同振动加速度、不同频率下梨振动至失去商品性时的振动次数N1、N2与振动圆频率ω1、ω2的关系。试验结果表明，振动加速度越大，梨越容易产生损伤；在相同加速度条件下，振动频率越小，梨越容易产生损伤。     

基于谐响应分析的籽瓜破碎机机架抗振性能研究

为了研究籽瓜破碎机在受迫振动下的振动响应以及振动载荷带来的变形、失效等问题,通过ABAQUS软件分析了机架在无阻尼状态下的固有频率和振型号,在此基础上通过模态叠加法研究了机架在电机激振力作用下振幅和应力的响应特征,得到了对应的响应曲线。结合相应曲线研究了机架在交变载荷作用下振幅峰值发生的峰值和频率范围,验证了抗振性能是否满足实际生产要求。研究结果表明:在正弦激振力的作用下,机架的主要振动变形位于机架低端。当激振频率在85～125Hz之间时,机架容易发生强烈振动,尤其是在125Hz附近机架振幅出现了最大值。由于驱动电机的激励频率范围为23.33～60.00Hz,远小于最大振幅发生的频率,说明只要电机转速控制在3600r/min以下,机架就能有效避免振幅的急剧增加,不会发生严重的振动变形。     

种子清选机电磁变频激振清筛装置设计与试验

清筛装置对筛片的振动激励是提高物料透筛概率、减少筛孔堵塞以及有效清筛的根本因素。现有清筛装置多使用随机弹跳的橡胶球完成清筛作业,但其清筛效果易受到结构与工作参数制约。为解决橡胶球激振力难以精准调控问题,设计了电磁变频激振清筛装置,阐述了总体结构与工作原理,设计了激振清筛单体与变频激振控制系统,分析了振动激励作用机制;以加速度为指标,研究了弹簧预压缩量与激振频率对振动激励的影响规律,结果表明两者均与振动激励正相关;以净度、筛分效率、筛分时间、卡种数量为指标开展了16组玉米种子清选试验,试验结果表明弹簧预压缩量为2 mm、工作频率为3.5 Hz、清筛频率为50 Hz时清筛装置具有较好的作业效果,种子净度99.1%,筛分效率88.6%,筛分时间70 s,卡种数量为0;通过分段设置工作频率与清筛频率,实现了清筛装置激振力的精准调控,能够满足不同工况下正常筛分与强振清筛的作业要求。     

稳定作业下道床动态行为的离散元模拟与试验研究

针对稳定作用下有砟道床的研究。采用具有真实几何形状的簇颗粒模拟道碎,建立简化缩小比1:8稳定作业下道床三维离散元模型,模拟分析不同激振频率作用下道床的宏细观动态行为。建立与轨枕模型同尺寸的试验模型,通过试验与仿真分析中轨枕的沉降量对比验证,确定试验以及构建的轨枕-道床模型的有效性与可靠性。进一步利用该试验分析道砟振动加速度道砟细观动态响应,确定在稳定过程中能量迁移的变化过程。结果表明,稳定过程中道砟的振动加速度随激振频率的增加先减小后增大在36 Hz时,道砟振动响应最明显,此时道砟的振动能量最高,在36 Hz时稳定前后能量比值最高即稳定效果最好。砟肩区域的道砟会同时出现垂向和水平运动。     

中主应力对黄土变形强度特性影响的试验研究

对陕西杨凌黄土进行了不同中主应力比b下的真三轴试验，研究了中主应力比b对重塑黄土的变形和强度的影响规律。试验结果表明：在一定的含水率和固结压力下，偏差应力和初始切线模量均随中主应力比b的增大而增大；在中主应力比b确定的情况下，偏差应力和强度最大值随着含水率的增大而减小。小主应变ε3在任意条件下始终表现为膨胀；中主应变ε2在固结压力为50kPa表现为膨胀，在100kPa和150kPa时，小主应变ε3随着b的增大由膨胀变为压缩，固结压力越高，决定中主应变压缩的最小b值越小。     

非匀速三插臂水稻高速插秧机参数分析与试验

针对三插臂分插机构理论分析不全面和增加插植臂数量导致株距适应范围缩小等问题,提出了一种椭圆齿轮非匀速三插臂分插机构,建立了该分插机构的运动学分析模型,研究了分插机构回转箱体非匀速转动对栽插参数的影响,理论分析得出非匀速转动不影响秧针的静态轨迹、取秧角度、推秧角度和轨迹高度,传动系统中椭圆齿轮偏心率和初始相位角对秧针取秧点y方向的速度影响最大,相位角为0°时,取秧点y方向线速度达到最大。插秧穴口随着偏心率增大而增大,初始相位角对插秧穴口的影响较复杂,在0°~90°范围内随相位角增大而增大,在90°~180°范围内随相位角增大而减小。在室内进行了插植臂速度和移箱回数对伤秧率和切块均匀性的影响试验,试验表明伤秧率随分插机构转速增加而增大且影响显著,但移箱回数差异对伤秧率影响不显著。移箱回数差异对切块均匀性的影响显著,移箱回数18回的切块均匀性明显高于对照组,在移箱回数21回和24回时切块均匀性与对照二插臂的切块均匀性差异不大,分插机构转速增加对秧苗切块均匀性有影响但影响不显著。田间对比试验表明,非匀速三插臂分插机构栽植质量优于对照组,伤秧率均随作业速度的提高而增大,翻倒率和漂秧率也随作业速度的增加而增加但影响不显著,作业速度变化对漏插率影响也不显著。     

冷冻储藏对心肌力学性能的影响

为了研究冷冻贮藏对心尖组织力学性能的影响,将心尖组织冷冻48 h并对冷冻后的组织样本和新鲜无冷冻的样本分别进行双向拉伸,讨论并分析在纤维方向和交叉纤维方向上新鲜无冷冻样本和冷冻样本的力学特性有无显著性差异.试验研究的力学参数有在纤维方向和交叉纤方向上的峰值拉伸比、力学拉伸比、预加载拉伸比、低应力区域的弹性模量、高应力区...     

基于PFC的堆石体尺寸效应研究

采用PFC2D软件,对小浪底坝过渡料进行数值试验研究。通过对不同试样直径D对应的不同最大粒径的过渡料进行双轴试验,分析了试样尺寸对应力一应变一强度特性的影响,研究了室内试验存在的尺寸效应。结果表明,在相同围压下,随着试样尺寸及其对应的最大粒径的增大,初期弹性模量有所增加;同一试样,随着围压的增加,初期弹性模量有所增加,同时代表堆石体体变形能力的指标泊松比随之降低。     

坝体土体和防渗墙模量变化对防渗墙应力变形的敏感性分析

结合某水库的除险加固工程,建立二维有限元模型对采用低弹模混凝土防渗墙的某土石坝进行了数值模拟.分析计算按加固过程中的施工进度模拟,同时利用adina中多孔介质材料属性,考虑了坝体中渗流作用对防渗墙应力变形的影响.接触面单元考虑到在防渗墙的实际施工中需要泥浆护壁,采用Goodman修正单元.为分析坝体土体和墙体材料的弹性模量对墙体应力和变形的影响,研究了正常水位下防渗墙的应力和变形随坝体土体和防渗墙弹性模量变化而变化的规律性.计算结果表明:当防渗墙的弹模小于5000 MPa时,墙体应力随防渗墙弹性模量的变化不敏感,当防渗墙的弹模大于5000 MPa时,墙体应力随防渗墙弹性模量的变化敏感;最大水平位移随着防渗墙模量的增大变化不大,对防渗墙模量的变化不敏感;防渗墙墙体应力和变形对坝体土体弹性模量的变化不敏感.     

茶树叶片表面喷雾液滴斜撞击行为研究

在喷雾场景中,茶树叶片具有不同倾斜方向,且会受到不同方向喷雾液滴的撞击。为掌握液滴斜撞击茶树叶片时的撞击行为及影响机理,提出了利用椭圆铺展面积来衡量斜撞击时液滴的铺展变化,并推导出包含叶片倾角和撞击角的斜撞击液滴铺展及反弹数学预测模型。为验证理论准确性,利用两台高速摄像机对喷雾液滴撞击茶树叶片的撞击过程及结果进行测试和分析。研究结果表明,撞击角、初始直径、撞击速度对粘附液滴的铺展面积影响由大到小为撞击速度、初始直径、撞击角,其中初始直径及撞击速度对液滴铺展面积有显著性影响,且是极强正相关。对于细、中液滴,撞击角对铺展面积无显著性影响;对于粗大液滴,撞击角有显著性影响,建议采用90°撞击角。茶树叶片表面具有亲水性,水滴撞击叶片表面时无反弹行为,此结果与反弹预测模型结果吻合。对液滴飞溅的影响程度由大到小为初始直径、撞击速度、撞击角。初始直径及撞击速度对液滴飞溅有显著性影响,液滴初始直径和撞击速度越大,越容易发生飞溅,撞击角对液滴飞溅无显著性影响。因茶树叶片表面比较光滑,无长绒毛,表面粗糙度较小,飞溅临界值Kcrit采用108. 4较合适。     

红心萝卜力学特性试验研究

利用万能试验机对红心萝卜试样进行压缩、剪切及拉伸试验,研究了加载速度、位置对红心萝卜的弹性模量及抗压强度的影响,探索了红心萝卜力学结构,得到了红心萝卜皮的弹性模量和最大抗压强度,确定了红心萝卜的剪切特性。试验表明:加速度对弹性模量及最大抗压强度的影响显著,随着加载速度的增大,红心萝卜的弹性模量逐渐增加,而最大抗压强度先增大、后减小;当加载速度为10mm/mim时,抗压强度最大,红心萝卜头部弹性模量及最大抗压强度最大,中部次之,尾部最小;红心萝卜纵向试样的弹性模量及最大抗压强度大于横向试样的数值,红心萝卜芯部弹性模量及最大抗压强度大于萝卜外部试样的数值,红心萝卜皮的弹性模量及最大抗压强度比萝卜内部的小;红心萝卜的平均剪切强度为0.058MPa,剪切力峰值与试样的横截面积呈线性相关。     

含水率对稻米籽粒挤压特性影响的研究

稻米籽粒的挤压特性指标是设计稻米收获、贮藏和加工系统的重要理论依据之一。通过试验获得了稻米籽粒挤压特性的力学指标,包括弹性模量、破坏力、破坏应力及破坏能等,并研究了含水率对稻米籽粒挤压特性的影响,为稻米加工装置的设计及安全管理提供理论依据。     

历史荷载作用对混凝土受压动态力学性能的影响

对历经单调加载历史和循环加载历史后的混凝土,进行了应变速率为10-5、10-4、10-3/s下的单轴压缩试验。试验结果表明：（1）历经单调加载历史的混凝土,随着应变速率的提高,峰值应力、峰值应变、弹性模量均增加;（2）历经循环加载历史的混凝土,随着应变速率的提高,峰值应力和峰值应变均增加,而弹性模量则减小;（3）在应变速率为10-5/s时,历经单调加载历史比历经循环加载历史的混凝土的峰值应力和峰值应变大,但弹性模量相差很小;在应变速率为10-3/s时,历经单调加载历史比历经循环加载历史的混凝土的弹性模量大,但峰值应力和峰值应变相差很小。     

稻谷压缩试验的接触力学分析

研究水稻谷粒在收获、储运和加工过程中的破碎问题,必须了解水稻谷粒的弹性模量和泊松比等力学性能参数.为此,利用农业物料机械特性试验机对水稻谷粒进行了压缩试验,测得水稻谷粒的力-位移曲线以及最大破坏力,从而得出其弹性模量和泊松比等常规力学性能参数.水稻谷粒力学性能参数的确定,为深入研究水稻籽粒的损伤指标、籽粒脱粒损伤的机理以及调整收获机械的工作参数等工作提供了必要的理论依据.