不同工况柴油机排气余热回收系统试验与仿真

基于有机朗肯循环(Organic rankine cycle,ORC)设计了柴油机排气余热回收系统。建立了ORC热力学仿真模型预测系统回收性能,并对某款柴油发动机在有、无ORC作用下分别进行试验,对比了试验数据与仿真结果,验证了模型的有效性。将模型应用于不同工况下,观察不同工质流量对ORC净功率及热效率的影响,结果表明ORC净功率随着转速的增加而增加,不同工况下最大热效率均为12.1%,且对应的工质流量选择区间随着转速的提高而扩大,此区间的确定可为ORC试验时工质流量范围的选择提供参考依据。     

不同成熟度荷叶力学特性试验研究

为减少撤肥机藕田作业时肥料颗粒在被高速抛出以及下落过程中对荷叶造成的冲击损伤,对不同成熟度荷叶的力学特性进行了研究.以"鄂莲一号"荷叶为对象,利用质构仪以成熟度、部位和方向为因素进行了拉伸、穿刺全因素试验,利用ANSYS软件对荷叶拉伸与肥料冲击过程进行了仿真.结果 表明:荷叶弹性模量为2.53～-7.45 MPa,最大拉力为2.65～5.02 N,取样部位对弹性模量影响极显著,成熟度对弹性模量影响显著,拉伸方向对弹性模量影响不显著;荷叶表面能够承受的最大穿刺力为0.86～-1.3 N,取样部位对抵抗穿刺能力影响显著,成熟度对抵抗穿刺能力影响不显著;拉伸仿真试验中荷叶断裂前的拉伸曲线与实际拉伸曲线最大、最小误差为14％和3％,根据冲击仿真试验结果推测的荷叶破坏形式与实际撤肥试验中荷叶破损情况较一致.研究结果可为荷叶加工利用以及藕田撒肥机的设计提供参考.     

苗间除草机械末端执行装置研究现状

针对苗间除草技术的特点,国内外从纯机械除草方式出发,结合机器视觉、自动控制和导航技术,形成了苗间智能除草机械装备。综述了目前苗间除草机械末端执行装置的研究现状,并提出了发展趋势。     

基于DEA的湖北省农业机械化投入产出效率

为有效测算湖北省近年来推进农业机械化投入产出效率,利用数据包络分析（DEA）,以2001—2016年湖北省农机资金投入、农机从业人员投入和农机总动力投入作为投入指标,以农机作物产值和产量作为产出指标,测算每年农业机械化投入产出的综合效率、纯技术效率和规模效率。约50%年份农业机械化投入产出具有效率,其他年份虽处于非资源配置有效率,但调整到最优状态的数值与实际值相差不大。湖北省农业机械化工作整体完成较好,投入产出比例合理。      

鼢鼠挖掘活动及爪趾几何特征量化分析

[目的]量化分析东北鼢鼠的挖掘活动规律、爪趾几何结构特征以及爪趾内外轮廓线特征。[方法]以东北鼢鼠为研究对象,观察和分析了东北鼢鼠爪趾的几何结构特征;对东北鼢鼠的挖掘活动进行观察;利用MATLAB软件的数字图像处理功能提取前爪中间趾边缘特征图像,并对边缘轮廓进行了曲线拟合,得到了内外轮廓拟合曲线方程,并对曲线的曲率进行了计算。[结果]试验表明,东北鼢鼠前爪爪趾粗壮,尖而利,前端呈楔形,利于挖掘;东北鼢鼠的挖掘过程可以分为掘土、踢土、推土、食物或障碍处理、修补洞道等;前爪第三趾外轮廓曲率变化较小,表面光滑平顺,减少挖掘阻力,保证了挖掘的洞道表面平整;内轮廓曲线曲率变化较大,利于爪趾入土,在掘土过程中土壤易于沿爪趾表面翻转滑落。根据前爪中间趾内轮廓曲线设计了一种具有仿生结构的苗间除草铲,仿真结果显示仿生除草铲能在除草过程中承受更大的力。[结论]研究可为后续土壤挖掘和切削工具的仿生设计提供技术参考。     

全国大学生电子设计竞赛发展预测及对人才培养的促进作用

全国大学生电子设计竞赛（电赛）对电气相关专业教学、人才培养等产生了深远影响。选取其近年参赛院校、参赛人数,通过灰色系统对其未来发展进行预测,结果表明电赛未来的发展趋势良好。采用模糊综合评价对参加过电赛和未参加过电赛的两类学生能力进行评估,结果表明,参加过电赛的学生能力明显优于未参加电赛的学生。最后,对电赛能够促进人才培养的原因进行了总结。      

手扶水力冲刷式挖藕机设计与试验

针对目前莲藕（Nelumbo nucifera Gaertn）机械化收获程度低、作业劳动强度大、莲藕采收效率低的问题,设计了一种手扶水力冲刷式挖藕机。该挖藕机采用液压系统控制污水潜水泵和喷头的往复运动,并利用2个污水潜水泵分别配置1个喷头的方式工作,保障水流有足够的流量与压力;应用AMESim软件对液压控制系统进行仿真,仿真结果显示,〖JP+1〗液压系统运行良好。以设计的手扶水力冲刷式挖藕机喷头的喷射角度、喷头的入泥深度、推移液压缸的移动速度为试验因素,以冲刷深度、浮出率为试验指标,开展三因素三水平的Box Behnken试验,并进行响应面分析及参数优化分析。试验结果表明,当喷射角度为30°、入泥深度为-24 mm、移动速度为10 cm/s时,设计的挖藕机冲刷性能达到最优状态,此时挖藕机冲刷深度为302 mm,莲藕浮出率为90%。     

拖拉机排气余热板翅式蒸发器热力性能分析与参数优化

利用拖拉机排气余热能够有效降低燃油消耗,其中基于有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle, ORC)的余热能量转换效率最高。该研究根据拖拉机实际空间尺寸,试制了一种板翅式蒸发器用以回收柴油机排气余热。基于移动边界法建立排气与工质对流传热数值模型,结合台架试验数据验证模型有效性,并定量分析了柴油机全工况下蒸发器热力性能。为提高蒸发器传热量和适用范围,采用CFD仿真和BP神经网络进一步分析非设计工况时蒸发器传热特性,并对结构与工质参数进行优化。结果表明:1)蒸发器热力性能随转速和负载增大而提高,最大传热量为69.89 kW,在中低转速负载工况下,蒸发器出现传热不稳定现象;2)增加接管倒角和改变翅片形状,在蒸发器尺寸不变条件下传热量可提高5.2%,传热面积增大0.19m~2;3)通过优化流道、工质流量和进口温度,能够改善中低负载工况热力性能,如柴油机1 500 r/min时,工质流量可在0.03～0.08 kg/s范围变化,最大传热量可达19.46 kW。研究结果可为蒸发器实际应用于拖拉机及与柴油机工况匹配提供参考。     

课程思政理念下液压传动在农机装备领域的教学探索与实践

液压传动作为机械类、机电类、农业工程类等专业的基础课程。针对农业类院校,教学团队结合近几年在油菜耕种管收等全程机械化方面的教学探索和科研实践,针对课本重点章节,分别介绍了液压技术在农机装备领域应用的实际案例,并深入剖析了思政案例和思政元素,提出了“提升专业自信、培养工匠精神、激发爱国情怀”的思政目标。在此基础上,创新教学方法和手段,进一步提升农业工程类专业学生的专业素养和专业知识技能,也为涉农高校同类型课程的思政建设提供参考。     

菱角离散元粘结参数标定与剪切试验

针对菱角（Trapa bispinosa Roxb.）脱壳初加工装备设计与仿真分析时缺乏有效的离散元模型问题，开展菱角粘结离散元参数标定与样机试验工作。采用三维反求技术获取菱角轮廓模型，测取菱角本征参数及基本接触参数，得到菱角平均剪切力为352.95 N，并以此为标定目标，采用EDEM软件中的Hertz-Mindlin with bonding模型建立菱角离散元模型，通过单因素试验筛选粘结参数标定范围，由二水平析因试验、最陡爬坡试验筛选显著因素及其标定区间，设计响应面试验求解粘结参数，确定离散元模型中的最优粘结参数组合，开展旋转剪切仿真试验及样机验证试验。结果显示：仿真得到的菱角脱壳剪切力为352 N，与实际误差为0.269%；菱角剪切刀具为矩形，转速230 r/min时，剪切力最小值为93.20 N，与预测值92.99 N的误差为0.215%；样机试验中矩形刀具在转速为230 r/min时各项性能指标最优，表明建立的菱角离散元模型可靠。