海南热区砖红壤颗粒离散元仿真模型参数标定

为获取适用于海南热区砖红壤与触土部件相互作用的离散元仿真模型参数,该文利用EDEM仿真软件中Hertz-Mindlin with JKR接触模型对海南地区砖红壤进行相关模型参数标定,首先以含水率为7.8%、实际休止角为32.35°的砖红壤为研究对象,以物理试验获取的砖红壤-砖红壤、砖红壤-触土部件间恢复系数、静摩擦系数及滚动摩擦系数为标定对象,应用Plackett-Burman设计试验筛选出对休止角有显著影响的参数:即砖红壤-砖红壤滚动摩擦系数、JKR表面能、砖红壤-28MnB5板滚动摩擦系数、砖红壤-砖红壤恢复系数。进一步以砖红壤颗粒休止角为响应值,基于Box-Behnken设计试验得到休止角与显著性参数的二阶回归模型,并以实际休止角为目标,针对显著性参数进行寻优,得到最佳组合:砖红壤-砖红壤滚动摩擦系数为0.07、砖红壤-28MnB5板滚动摩擦系数为0.24、砖红壤-砖红壤恢复系数为0.4、JKR表面能为4.31J/m^2。最后在标定的参数下进行休止角与破土阻力离散元仿真验证试验,对比计算得出仿真休止角与实测休止角相对误差为0.62%,仿真破土阻力与实测破土阻力相对误差为3.43%,并通过对比分析两次试验中破土阻力变化曲线的拟合情况,得出两曲线间的可决系数R2=0.993 9,均方根误差RMSE=0.017 7,该结果表明标定所得相关参数可用作海南热区砖红壤离散元仿真。     

甘蔗地机械深松旋耕联合作业技术效益分析

以深松、旋耕联合整地机具为代表的整地技术,实现了甘蔗地土壤耕作技术的第二次革命。本文通过分析研制的甘蔗地用1SG-230型深松旋耕联合作业机功能机构特点,阐述了甘蔗地机械深松联合旋耕联合作业技术生产和传统生产对比的效益分析及对我国热带地区甘蔗机械化发展的促进作用。     

新型甘蔗种植机关键部件设计

针对目前市场上尚无与甘蔗健康种苗种植配套适用的种植机具,研制了一款新型甘蔗种植机.根据甘蔗健康种苗的种植农艺要求,对新型甘蔗种植机的自动排种装置、排肥装置、开沟装置、悬挂机架等关键部件进行了参数选择和结构设计,并对关键受力部件进行了有限元分析.应用试验结果表明,该新型甘蔗种植机的结构性能和各项技术指标基本上达到设计要求,能一次性完成开沟、施肥、排种、覆盖地膜、培土等种植工序,样机作业质量符合农业技术要求,工作可靠性好.     

3ZSP-2 型中型多功能甘蔗施肥培土机的结构设计

为配套小型拖拉机需要,在研究分析国内外甘蔗施肥机的基础上,研制可与其相配套的3ZSP-2型中型多功能甘蔗施肥培土机.该机具按照功能联合、结构组合、性能综合的技术思路进行设计、研制,既可用于宿根甘蔗除草、破垄、施肥和培土,也可用于新种植甘蔗苗期除草、开沟、施肥和培土,旋耕质量稳定,施肥位置较合理,培土质量好,工作效率高.     

仿形进阶式天然橡胶自动割胶机设计与试验

为解决我国天然橡胶割胶工作强度高、技术难度大及割胶工紧缺等问题,本文设计一种仿形进阶式天然橡胶割胶机,通过分析割胶轨迹得到割胶轨迹方程,设计采用丝杠传动实现竖直运动和圆柱齿轮啮合传动实现椭圆运动的复合运动为割胶运动方式。工作时,整机通过可调式捆绑机构固定于橡胶树上;利用Arduino开发板控制电机的动作顺序,采用直流推杆控制割胶机进刀退刀动作,采用减速步进电机完成割胶机复合割胶运动,采用步进电机完成移位动作。为验证该机性能,利用Design-Expert软件设计并进行林间试验。结果表明：当割胶机在减速步进电机转速21 r/min、刀具角度25°和拉簧预紧力20 N时,割胶质量最佳且耗电量最低,前5 min排胶量为6.29 mL、平均耗电量为1.07 W·h,满足设计要求。     

多功能甘蔗中耕施肥培土机传动装置的设计

为解决目前甘蔗中耕施肥培土机易出现动力输出轴角度难控制、传动轴易断裂等问题,创新设计 了其传动装置中变速箱、传动轴等关键部件,并运用 SolidWorks 软件仿真及ANSYS 软件对传动轴进行受力变 形分析,验证了设计的可靠性及可行性。样机经检测表明：动力主轴与万向节角度可控制在-10°~10°,施肥 均匀度达90.1%,开沟深度稳定性达92.9%。该传动装置拆装及维护方便、动力输出稳定、工作可靠且满足开 沟、施肥、培土等农艺要求。     

基于离散元的砖红土壤模型堆积特性研究

为研究砖红壤土的土壤特性,运用试验测得土壤粘聚力约为24kPa,内摩擦角为25.64°,颗粒间静摩擦因数为0.41,动摩擦因数为0.35。应用离散元法模拟土壤颗粒在漏斗中下落形成的堆积现象,仿真分析表明:试验时漏斗安装高度不对土壤堆积轮廓产生影响,但漏斗安装高度越大,形成的土壤堆的边缘扩散现象越明显;对堆积形成的锥形轮廓进行线性拟合,预测出仿真条件下砖红壤土颗粒的堆积角为27.29°±0.23°,与实际堆积试验所得堆积角27.49°±0.25°对比,误差为0.73%。仿真分析结合试验结果表明:试验测得的砖红壤土本征参数合理,基于离散元软件对土壤颗粒堆积角的仿真分析可行,获得的土壤本征参数可用于后续的砖红壤土的离散元仿真分析。     

3WXP-800型拖拉机悬挂式甘蔗喷药机设计和试验分析

针对我国甘蔗除草、杀虫等喷药主要依赖人力作业,大型轮式拖拉机不适应目前种植行距,研制了3WXP-800型拖拉机悬挂式甘蔗喷药机。该机具可定向喷药,适合甘蔗、木薯等热带作物喷洒化学除草剂、杀虫剂和液态肥料作业等。本文主要对机具的机架、喷杆、管路等进行优化设计,并进行试验测试与分析。测试结果表明,该机各项指标达到了设计要求,大大提高了作业效率和降低了成本。     

农村户用小型蔗稍切碎机的研制

我国南方甘蔗种植广泛，每年产生大量废弃的蔗稍，给生态环境造成了很大压力。将蔗稍进行饲料化加工是一种环保、高效的利用方式，而饲料化利用过程中需要将蔗稍切成小段。农村户用小型蔗稍切碎机是根据南方甘蔗种植户养殖牲畜的需求而设计，其结构设计制造简单，操作方便，成本低廉，易于维修、保养，适合我国南方农村地区推广使用，生产效率可达200kg/h左右。