基于有限元的汽车扭臂热锻工艺研究

文章以汽车扭杆力臂为研究对象,通过DEFORM-3D有限元分析对汽车扭杆力臂热锻工艺过程进行模拟试验,分析了成形过程中的上模载荷情况、应力应变场分布情况和温度场的变化规律。以提高产品质量和降低载荷为主要目的,给出合理的热加工参数,分析结果能为类似锻件的热模锻工艺和模具设计提供依据。     

茶园节能型开沟刀设计与试验

针对茶园机械化开沟减阻减耗需要,设计茶园节能型开沟刀,用于减小茶园开沟时的开沟功耗。通过理论分析确定节能型开沟刀侧切刃与正切刃曲线方程,通过离散元仿真方法确定侧切刃螺旋线终点处滑切角与正切刃在侧切刃平面内展开曲线终点处静态滑切角分别为62°、56°。对设计完成的节能型开沟刀进行田间试验,试验结果表明:在开沟深度为15、20、25 cm时,节能型开沟刀的开沟功耗分别为0.093、0.107、0.128 kW,均小于对照组通用开沟刀的开沟功耗,说明设计的节能型开沟刀在各个开沟深度均能够达到降低开沟功耗的目的。此外节能型开沟刀在不同开沟深度的沟深稳定性系数均大于90%,高于国家标准和对照组通用开沟刀试验结果,说明设计的节能型开沟刀在降低作业功耗的同时,可保证开沟质量。     

筇竹种子发芽条件及筇竹笋矿质元素分析

筇竹为珍稀笋材两用混生竹,具有较高的经济价值。本研究对筇竹种子进行不同温度和光照条件的萌发实验,并培育实生苗发笋后,利用空气-乙炔火焰原子吸收光谱法测定了3个不同出土高度(2 cm,5 cm,8 cm)的筇竹笋中8种矿质元素的含量。实验结果显示,最适宜筇竹种子萌发的条件是20℃,12 h光照/12 h黑暗,但25℃和暗处理更能促进胚根伸长。不同生长时期的筇竹笋钾含量丰富(6521.13~7405.24 mg·kg-1),其次是钠(625.56~814.83 mg·kg-1),铜含量最低(6.86~9.62 mg·kg-1)。筇竹笋的钾、钠含量随高度的增高逐渐下降,而钙、铁、铜、锰含量逐渐升高,锌含量变化呈中峰优势,镁含量基本保持不变。研究为筇竹种子萌发及笋品质提升提供了参考。     

Decreasing detection frequency of MITE(MCLas-A) in the population of ‘Candidatus Liberibacter asiaticus' recently collected in southern China

An active miniature inverted-repeat transposable element(MITE), MCLas-A, was previously identified from ‘Candidatus Liberibacter asiaticus' known to be associated with citrus Huanglongbing(HLB, yellow shoot disease). To explore the recent transposition status of MCLas-A, 389 ‘Ca. L. asiaticus' strains collected from nine regions in China were amplified using a specific primer set and three representative ‘Ca. L. asiaticus' strains were analyzed by next-generation sequencing(NGS) approach. PCR and genomic analysis showed that the entire MCLas-A was only present in 1.80%(7/389) and the jumping-out type of the MITE was predominant(81.23%) in samples tested, suggesting high frequency transposition occurred in ‘Ca. L. asiaticus' strains recently collected from China. Biological roles of transposition of the active MITE remain to be determined.     

改进颗粒组构力学模型模拟筒仓卸粮成拱细观机理

现有研究表明筒仓卸粮成拱和粮食的内外摩擦密切相关，但现行相关离散元模拟采用单一圆形颗粒，模拟粮食的真实接触面积要小很多，不能客观反映卸粮过程粮食的摩擦情况，也较难还原卸粮成拱现象的细观动态过程。该文针对离散元模拟中圆形颗粒的内摩擦力小于真实粮食内摩擦力的缺陷，在已有PFC离散元程序基础上，添加了黏度系数较大的微型颗粒模拟粉尘，建立了一种改进颗粒组构力学模型，采用几何方法判断圆形颗粒间的接触情况，推导出基本单元间力-位移关系。基于典型事故案例和室内试验成果，采用建立的颗粒组构力学模型模拟了卸粮成拱动态过程中圆形大颗粒间以及圆形小颗粒与仓壁之间的力-位移关系。研究表明在卸粮过程中，切应力在剪切位移达到0.3 mm的过程中，迅速提高，达到最大值切应力的60%，所得的切应力位移图与其应力特征曲线与试验成果基本吻合。以试验结果曲线各点值为标准值，改进后模拟结果曲线值的标准差相比改进前减小37%，说明曲线相似度更高，利用该模型可更加客观反映筒仓卸粮成拱的动态细观机理。该文提出的改进颗粒组构力学模型，不仅可用于模拟卸粮成拱机理模拟，而且对于模拟散颗粒流动特性、散体-仓壁相互作用机理都具有一定借鉴意义。     

基于注入截面法的颗粒饲料离散元模型参数标定

采用离散元法进行颗粒饲料后喷涂、冷却、输送、仓储、饲喂等关键环节的工作过程仿真分析时,需要建立颗粒饲料离散元模型并通过测定休止角来标定离散元参数,用以测定休止角的传统装置与方法,存在样品用量多、测定繁琐的情况。本文提出了一种基于注入截面法的休止角测定装置与方法,通过颗粒堆积体截面的轮廓线直接获取休止角,从而进行休止角的模拟与测定。建立与颗粒饲料形态相近的离散元模型,借用GEMM(Generic EDEM material model database)数据库获得离散元模型参数范围。以滑动摩擦因数X1、碰撞恢复系数X2和滚动摩擦因数X3为试验因素,以颗粒饲料堆积休止角Y1为评价指标,按照3因素5水平正交旋转组合设计试验方法,利用DesignExpert 8.0.6软件回归分析法和响应面分析法,建立了3个因素以堆积休止角为评价指标的数学模型。以颗粒饲料休止角真实测得值为目标,对回归模型进行寻优,得到优化后的标定参数组合:颗粒饲料间滑动摩擦因数为0.41,碰撞恢复系数为0.53,滚动摩擦因数为0.08。以此优化解进行仿真试验,结果显示预测休止角为29.43°±0.70°,误差为3.1%,休止角仿真和试验在堆积角度和形态上相似度较高。结果表明了基于注入截面法的颗粒饲料离散元建模与休止角测定试验的有效性和可行性。     

基于EDEM的茶鲜叶分级机的筛分率的研究

为了提高鲜叶分级机的筛分率,以柳叶种机采鲜叶为试验原料,对6CFJ-70型鲜叶分级机的关键技术参数进行了研究,利用Solidworks 2014对鲜叶分级机进行3D建模,基于离散元法建立鲜叶仿真颗粒模型和接触力学模型,设置关键仿真技术参数,运用EDEM 2018软件对鲜叶在锥形滚筒中的运动进行了数值模拟,得到影响筛分率的关键参数为锥形滚筒转速与倾角。为了对上述参数进行优化,以筛分率为目标函数,设计了2因素5水平的二次旋转正交组合试验,运用响应面法得到二次回归模型且通过了相关验证试验。结果表明,影响鲜叶分级效率的主要因素是锥形滚筒转速和锥形滚筒倾角。当锥形滚筒的转速为24 r·min^-1,锥形滚筒倾角为6°时,鲜叶的筛分率为81.7%,具有较好的鲜叶分级效果,本文的研究内容可以为鲜叶分级机的设计与优化提供技术参考。     

基于EDEM的双排型孔轮式油菜排种器的排种性能分析

基于离散单元法和EDEM软件,建立了双排型孔轮式油菜排种器的离散元模型,对不同排种轴转速下种群扰动强度进行分析,研究排种轴转速和不同排型孔对排种器排种量和排种均匀性变异系数的影响。结果表明:当排种轴转速为30～90r/min时,单独使用第一排型孔排种,排种均匀性变异系数为42.75%～54.17%,单独使用第二排型孔排种,排种均匀性变异系数为38.46%～44.1%;排种器使用双排型孔同时排种,排种均匀性变异系数为28.2%～40.1%,双排型孔工作较单排型孔工作排种均匀性提高。该排种器种子充入型孔的极限转速为60 r/min,当转速为0～60 r/min时,单位时间的排种量呈线性变化,当排种器转速超过极限转速时,单位时间的排量相对减小。     

4LL–1.5Y型联合收割机割台的振动特性

运用有限元软件ANSYS workbench仿真分析4LL–1.5Y型联合收割机割台,得到割台机架前6阶模态频率和模态振型,结果表明,割台在受振动时易产生变形的部位是割台机架的两侧壁和割台机架进口处的底板。利用三轴加速度传感和Co Co–80动态信号测试分析系统,分别测得割台机架关键部位的加速度信号,对比非田间作业试验发动机空转、整机运转(不行走)分别在怠速(700 r/min)、中速(1 200 r/min)、高速(1 800 r/min)和田间作业不同工况下各方向的加速度,各测点水平方向加速度是其他2方向的2~4倍,表明割台的振动主要以水平方向振动为主,其中倾斜输送器受振动比较严重,加速度最大值高达97.28 m/s2。对比有限元分析与振动试验结果发现,对割台振动影响较大的激励频率(20、22 Hz)几乎都出现在割台机架的模态频率(18.679 Hz)附近。     

修剪与施氮对板栗叶片N、P营养及产量的影响

为探究修剪与施氮量对板栗树体叶片氮磷含量、氮磷比、产量、单粒重及出实率的影响,明确适宜当地板栗的修剪与施氮量的最佳组合,以13年生的板栗燕山早丰为试验对象,采用双因素随机区组试验,研究修剪强度(每平方米投影面积留结果母枝17~18、14~15和11~12个,分别记为X₁、X₂和X₃)与施氮量(施氮为0、375、750 kg·hm^-2,分别记为N₀、N₁和N₂,施磷均为164 kg·hm^-2,施钾为311 kg·hm^-2)的交互作用对板栗叶片氮磷含量、氮磷比、产量、单粒重及出实率的影响。结果表明,N₁(中等氮肥)和X₂(中等修剪)条件下叶片氮含量、结果枝叶片氮磷比、产量、单粒重及出实率最高。X₂N₁、X₁N₂处理的叶片氮磷含量及产量均较高,且2个处理的结果枝叶片氮含量及产量差异显著;X₃N₀处理的产量不高,但其单粒重和出实率均较高。其中,X₂N₁处理的结果枝及营养枝的叶片氮含量(23.179、23.650 g·kg^-1)、结果枝叶片氮磷比(13.67)、产量(3 502.80 kg·hm^-2)、单粒重(8.26 g)和出实率(41.48%)均为最高。板栗树体需氮量随着修剪强度的增强(即单位面积留枝量的减少)而降低,修剪与施氮量2种措施之间具有协同性。从叶片氮磷含量及产量等指标综合考虑,X₂N₁处理是当地修剪与施肥的最佳组合。综上,中等修剪强度配合中等氮肥在增加叶片营养的基础上,保证了板栗的单粒重和产量。本研究为迁西地区板栗高产栽培提供了理论依据。