改进压痕加载曲线法测定小麦籽粒各组分硬度及其仿真验证

为检验谷物籽粒压痕加载曲线法优化改进后对单个谷物籽粒硬度的测定效果,应用改进的压痕加载曲线法对小麦品种西旱2号籽粒各组分(胚、胚乳、麦皮)的硬度进行测定和分析。结果表明,含水率为15.6%的小麦籽粒各组分中麦皮硬度最大,硬度值为38.52~42.48 MPa,胚乳硬度次之(21.94~22.76MPa),胚的硬度最小(10.64~11.96 MPa)。运用有限元法建立小麦籽粒各组分的力学模型,证实改进压痕加载曲线硬度检测方法对小麦籽粒各组分硬度值的测定具有可行性,准确性较高。     

基于CFD-DEM耦合的揉丝机排料装置内物料运动模拟与试验

为解决传统物理方法难以对揉丝机排料装置内物料运动进行可视化研究的问题,基于CFD-DEM气固耦合法,采用RNG K-ε湍流模型及Euler-Lagrange耦合算法对揉丝机不同主轴转速下排料装置内物料运动过程、内流道气流速度分布、气流对物料的耦合力分布进行了数值模拟,并对风扇主轴转速3 000r/min时物料运动过程进行分区域研究。结果表明:在风扇主轴额定转速3 200r/min范围内,主轴转速2 000、2 500和3 000r/min在模拟结束时分别排出物料数量为6 191、6 669和7 161个;不同区域内物料平均速度形成梯度分布,由大到小依次为物料出口区域(10.00m/s)、风扇转动区域(6.00m/s)、物料入口区域(0.87m/s);风扇转动区域气流速度最大(峰值50.00m/s),对物料耦合力作用最强,物料入口区域则耦合力最小;物料在入口区域内数量最多并在模拟结束时发生少量堆积,在出口区域未见回流现象发生。对模拟结果进行了试验验证,结果表明利用CFD-DEM气固耦合法对揉丝机排料装置内物料运动进行可视化研究是可行的。     

玉米全膜双垄沟残膜回收机作业性能优化与试验

为进一步提高玉米全膜双垄沟残膜回收机工作性能,对玉米全膜双垄沟膜-茬分布特性与对应的机械化残膜回收工艺进行了探讨,通过对玉米全膜双垄沟残膜回收机关键部件相关作业机理进行分析,确定了影响样机残膜漏收率、缠膜率作业效果的相关参数。采用四因素三水平Box-Behnken试验设计方法,建立了关键参数与残膜漏收率、缠膜率之间的数学模型,确定了样机较优的运动参数组合（样机前进速度0.46 m/s、偏心挑膜滚筒转速163 r/min、卷膜主动辊转速77 r/min和中间送膜轴转速45 r/min）,并对最优作业参数间的关系进行了分析。田间验证试验表明,作业机残膜漏收率均值为6.06%、缠膜率均值为0.73%,试验结果满足国家相关标准规定的要求。研究方法与结果可为西北旱区玉米全膜双垄沟残膜回收装备的研发提供参考。     

五种常见可降解地膜的研究应用现状和展望

地膜覆盖是广泛应用的农业技术，但目前使用的传统塑料地膜在带来巨大经济效益的同时，存在严重的生态环境污染问题，影响农业的可持续发展，发展可降解环保地膜是必然趋势。本研究系统阐述了国内外光降解地膜、生物降解地膜、光/生物双降解地膜、液态地膜和植物纤维地膜制备材料、制备技术和产品的研究进展与应用现状，以及五种可降解地膜的优势和不足，并对植物纤维地膜的研究方向和发展前景进行了展望。本研究结果为进一步发展绿色环保、可完全生物降解的农用地膜，促进农业的绿色可持续发展提供了理论依据。     

小麦茎秆力学性能与化学组分试

为分析茎秆的力学性能与主要化学成分之间的相互关系,试验研究了小麦成熟期茎秆的主要力学性能,测定了茎秆不同状态下纤维素、半纤维素、木质素,以及蛋白质、脂肪和糖分等主要化学成分含量.结果表明:小麦茎秆最大拉力为182.38～242.74N,拉伸强度为30.36～52.65MPa,弹性模量为1143.44～1985.86MPa;纤维素、半纤维素和木质素的质量分数分别为22.58%～48.18%、10.85%～22.45%、4.83%～10.59%.小麦茎秆是由纤维素、半纤维素和木质素组成的天然高分子复合材料,呈各向异性,其强度和刚度主要取决于纤维素、半纤维素和木质素的含量及其链接形式和排列方式.     

半夏块茎离散元参数标定与试验验证

针对半夏块茎收获、加工等机械化作业过程采用离散元法仿真分析时,半夏块茎本征参数和接触参数缺乏等问题,以旱半夏块茎为研究对象,分别测定其三轴尺寸、含水率、密度、泊松比、弹性模量和剪切模量等本征参数;通过碰撞弹跳试验和斜面滑移试验测定半夏块茎与钢板之间碰撞恢复系数和静摩擦因数;根据块茎特征创建离散元模型,通过斜面滚动试验和EDEM仿真标定半夏块茎与钢板之间的滚动摩擦因数;以半夏块茎堆积角平均值为响应值,基于二次回归正交旋转组合试验的响应面优化法,确定半夏块茎间碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数的较优参数组合。结果表明：半夏块茎的三轴尺寸基本呈正态分布规律,尺寸值在4.03～26.68 mm之间,密度为1 012.68 kg·m^-3,湿基含水率为45.54%,泊松比为0.416,弹性模量平均值为35.93 MPa,剪切模量平均值为15.68 MPa;半夏块茎与钢板之间碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数分别为0.509、0.349和0.0735;半夏块茎间碰撞恢复系数、静摩擦因数和滚动摩擦因数分别为0.587、0.453和0.086。应用所得参数进行侧壁坍塌验证试...     

西北旱区滚勺式胡麻联合播种机的设计与试验

针对西北旱区胡麻精密种植效率低下的问题，设计一种集施肥、滴灌、覆膜、覆土和穴播联合作业为一体的胡麻播种机。根据农艺种植要求，对整机关键部件作业分析和理论计算，确定播种装置、覆膜覆土装置的部分结构和作业参数。为提高滚轮式穴播器取种的精量与稳定性，以引种槽长度、穴播器转速、取种勺截面高为影响因素，以排量一致性变异系数和穴粒数合格指数为试验指标，进行三因素三水平胡麻播种台架试验，并进行田间验证试验。台架试验结果表明:当引种槽长度为31 mm，穴播器转速为25 r/min，取种勺截面高为5 mm时，穴播器排量一致性变异系数和穴粒数合格指数分别为1.57%和97.54%；田间验证试验结果表明:在相同条件下，胡麻联合播种机的各行排量一致性变异系数和穴粒数合格指数分别为3.85 %和93.33%，与台架试验结果接近，满足西北旱区胡麻种植农艺要求。     

鲜枣应力松弛特性试验及虚拟样机仿真分析

为预测鲜枣在特定应变状态下的机械响应,减少其机械损伤和结构缺陷,以甘肃省敦煌市产鸣山大枣整果为研究对象,进行应力松弛试验,并对其应力松弛特性进行仿真分析。通过试验获得横向、纵向及常变形量为2mm、3mm时的应力-时间关系曲线和松弛特性数学模型,并应用ADAMS建立鲜枣动力学仿真模型。研究结果表明:鲜枣的应力松弛特性可用三元件Maxwell模型描述,相关系数R20.95;鲜枣纵向压缩的松弛应力任意时刻都大于横向压缩,且压缩变形量越大,平衡应力越大;松弛特性参数弹性模量之间和松弛时间之间都具有显著的相关性;鲜枣纵向受压松弛仿真值与试验值最大偏差为9.0%,验证了仿真数值解的正确性。