油菜机械直播机开沟浅旋装置设计与试验

针对长江中下游稻油轮作区油菜轻简高效生产需求及目前机具作业易出现厢面不平、碎土质量不高及“晾种”,导致油菜出苗率低的问题，设计了一种油菜机械直播机开沟浅旋装置，实现中间开畦沟，畦沟土壤抛送覆盖两侧厢面，浅旋匀土部件匀土、细碎厢面土壤及埋覆土壤和秸秆功能；基于滑切减阻原理及挤压力学理论，确定了中间开畦沟部件、清沟整形部件及浅旋匀土部件结构参数，得出中间开畦沟刀盘安装弯刀数量为4,切土节距为60 mm,清沟整形部件整形面侧面倾角为67°,前面倾角为3°,浅旋弯刀侧切刃偏心圆半径为182 mm,滑切角为42.4°;运用EDEM软件开展正交旋转组合试验，确定了螺旋匀土叶片的最佳结构参数：螺旋半径为100 mm、螺距为350 mm、螺旋头数为1,并确定了浅旋弯刀及螺旋匀土叶片结构布局；田间试验表明，当机组前进速度为7 km/h时，安装有开沟浅旋装置的油菜直播机作业后厢面平整，畦沟沟型完好，秸秆埋覆率为84.38%,碎土率为86.41%,厢面平整度为30.18 mm,畦沟沟深及沟宽稳定性均大于85%,出苗率为75.47%,油菜生长状态良好，装置作业效果满足油菜直播作业要求。     

单履带微型耕作机的应用研究

通过对单履带微型耕作机作业稳定性的受力和履带磨损分析，探讨了该机存在的问题及其开发应用和推广的可行性     

基于离散元法的立式旋耕刀工作参数分析与优化#br# #br#

为探究立式旋耕刀作业参数对其受力情况及碎土效果的影响，建立立式旋耕刀作业的离散元模型，并对其所受阻力、扭矩的变化规律进行分析；通过设计正交试验，得到立式旋耕刀工作参数对其阻力、扭矩、作业功率及碎土率的影响，并建立相应的预测模型。通过响应面分析和预测模型对立式旋耕刀作业功率和碎土率进行参数优化，得到最佳工作参数为：前进速度1.2 m/s，刀具转速307.141 r/min，耕深25 cm，模型预测立式旋耕刀作业功率为7.042 kW，碎土率为8085%。将最佳工作参数代入仿真试验，对比试验数据得到功率的模型预测值与仿真值间的相对误差为3.97%，碎土率的相对误差为3.45%，验证了预测模型的可用性。     

基于正弦转速调制的离心旋转血泵温度场分析

为研究转速调制引起的血泵内部流场温度变化是否会导致血液损伤,应用计算流体动力学方法对旋转血泵运行时的全流道流动过程进行数值模拟.计算中采用动态压力拟合公式作为进出口边界条件,选择在换热领域精确度更高的SST湍流模型.计算叶轮分别在匀转速状态和正弦调制转速状态下不同时刻的温度分布、温度升高到39~43 ℃时的潜在高温风险区域以及大于43 ℃时的极端高温风险区域在血泵中的位置分布和各区域的体积大小,同时结合血泵结构对比分析了其内部的动态温升变化情况.研究结果表明:血泵流场在正弦调制转速时的温升高于匀转速状态下的流场,并产生高温风险区域;温升与血泵的叶轮结构密切相关,高温集中在靠近下泵壳的叶轮前缘和内侧;2种转速工况对血泵进出口处的血液温度影响均在2 ℃的安全浮动范围内,不会对血泵外部的血液造成损伤.     

旋筒供料锤式饲草粉碎机设计与试验

针对我国养殖业缺乏高效饲草粉碎机的问题，设计了一种旋筒供料锤式饲草粉碎机，建立了粉碎和旋转作业的理论模型，对锤片尺寸形状、回转半径、粉碎转速、抛送距离、输送能力、供料转速和粉碎长度等关键参数进行了设计与计算，采用EDEM对粉碎羊草的转速、锤片数量、动定刀间隙和出料口仰角等关键因素进行了仿真分析。分析表明随着粉碎转速增高、锤片数量增加和动定刀间隙减小，颗粒尺寸均减小，粉碎扭矩先减小后增大，羊草抛送距离先增大后减小。随着出料口仰角的增大，羊草抛送距离先增大后减小。仿真得到的羊草最佳粉碎条件为粉碎转速1500r/min、锤片数量24把、动定刀间隙22mm和出料口仰角20°。取羊草进行粉碎试验，试验结果与仿真分析基本一致。当旋筒转速为8r/min时，成捆压实羊草的粉碎效率为25m3/h，单人作业效率是铡草机的12倍，单机作业效率是铡草机的3倍。粉碎羊草破壁率大于90%，搓揉效果良好。粉碎羊草直径为0.1~1.2mm，平均直径为0.65mm。粉碎羊草长度为16~157mm，平均长度为47mm，抛送距离为11m。粉碎后的羊草饲喂效果较好，达到了设计目标。     

增强叶片氮素输出对水稻分蘖和碳代谢的影响

增施氮肥是保证水稻高产的重要栽培措施,但高氮肥投入所增加的植株氮素积累大部分滞留在营养器官中,对产量的促进作用有限。叶片是氮素储存的主要器官及籽粒氮素的主要供给源。为了明确植株中氮素分配对水稻生长的影响,本研究将拟南芥铵转运蛋白基因AtAMT1.2在水稻韧皮部特异表达,促进叶片氮素输出,检测转基因水稻植株在不同氮肥浓度下的生长情况。试验结果显示,高氮下pOsSUT1::AtAMT1.2转基因水稻分蘖数、氮素利用效率显著增加,叶片中糖输出量增加,分蘖芽中独角金内酯途径相关基因OsTB1、OsD14表达水平下调。研究说明增加叶片氮素输出能够增大叶片中糖向分蘖芽的转运量,促进分蘖生长,从而提高了有效分蘖数并带来了更高的氮素利用效率。     

回转式日粮混合机混合机理分析与性能试验优化

针对我国日粮混合机机理研究及自主设计不足的问题,结合我国畜牧业发展的实际需要,设计了一种在筒体内壁安装抄板的回转式日粮混合机,实现日粮的均匀混合。为揭示其混合机理,利用回转式日粮混合试验装置,借助高速摄像技术对其混合过程进行了观察和分析,结果可知:按筒体内物料颗粒群运动特征可将物料分布区域划分为提料区、抛落区、回料区,其中抛落区是主混合区,其物料以剪切混合为主、以扩散与对流混合为辅,且各个区域的位置、大小、形状受结构和运行参数的影响很大;同时,以筒体转速、物料装载率、混合时间、抄板安装角和抄板高度为试验因素,以变异系数、净功耗为评价指标,采用五因素五水平(1/2部分实施)正交旋转组合试验方法进行了性能优化试验,并确定其最佳参数组合为:筒体转速23.5 r/min、物料装载率65%、混合时间4 min、抄板安装角11°、抄板高度109 mm,此时变异系数、净功耗分别为2.09%、33.734 kJ,比优化前分别降低了64.4%和15.1%。     

悬挂式水田单侧修筑埂机数值模拟分析与性能优化

为提高水田机械田埂修筑质量,探索各工作参数对悬挂式水田单侧修筑埂机作业性能的影响,依据离散元法建立机械部件-土壤间作用模型,运用EDEM软件对机具旋耕切削集土和镇压筑埂成型阶段进行仿真分析,研究机具作业质量和功耗的动态变化规律,分析影响筑埂性能的主要因素。结合正交试验设计和数值模拟技术,以机具前进速度、旋耕工作转速和旋耕入土深度为试验因素,田埂坚实度和作业功耗为试验指标,采用多目标变量优化方法建立因素与指标间数学模型,运用Design-Expert 6.0.10软件进行数据处理优化。结果表明,影响机具综合作业性能的主次因素为机具前进速度、旋耕入土深度、旋耕工作转速;当机具前进速度、旋耕工作转速和旋耕入土深度分别为0.3 m/s、470 r/min和200 mm时,机具作业性能较理想,田埂坚实度和作业功耗分别为1 890.0 kPa和30.07 kW,其功耗较优化前降低9.93 kW。经土槽台架试验验证,台架试验结果与仿真优化结果基本一致,田埂坚实度和作业功耗相对误差分别为4.26%和5.11%,满足水田修筑埂农艺要求。     

不同地层比功阈值优化的统计方法及其应用

采用在线监测系统监测进行随钻参数的采样与分析，建立了派生参数与直测参数的理论表达式，提出了多因素组合的地层比功模型，实现了地层地质条件与随钻参数的有机结合。以重庆市某高压变电站施工场地为依托，建立了不同地层如素填土层、粉质粘土层、砂岩层及泥岩层的地层比功演化曲线，对比地勘信息可知，不同地层的比功值存在显著差异。可见，合理的地层比功阈值是辨识地层类型的重要参量。运用统计学原理对勘测孔附近不同地层的比功值阈值进行保值优化，通过地勘获得的地层信息来验证阈值区间的可靠性。进一步采用如上地层比功阈值对该区域的其他桩位所在地层进行分析验证，说明了地层比功阈值优化的统计方法可行，其阈值区间合理，可用于其他赋存环境的地层比功阈值确定及地层识别。