胡麻籽粒离散元仿真参数标定与排种试验验证

为借助离散单元法优化胡麻机械化生产装备提供胡麻基本参数，该文对甘肃省普遍种植的定亚22号、陇亚10号、陇亚13号3种胡麻籽粒通过试验法测定了胡麻籽粒的基本物理参数（3个方向尺寸、质量密度、体积密度、泊松比、千粒重、含水率、弹性模量）和接触力学参数（恢复系数、静摩擦系数）；通过调整胡麻模型的滚动摩擦系数条件下形成的胡麻堆积角逼近胡麻实际堆积角方法，预测胡麻滚动摩擦系数。结果表明：定亚22号胡麻滚动摩擦系数为0.041 5、陇亚10号为0.042 5、陇亚13号为0.042 0。探讨了胡麻堆积角形成过程中滚动摩擦系数对胡麻与底板接触数量、胡麻动能和重力势能影响变化规律，结果表明：随着滚动摩擦系数的减少，胡麻与底板的接触数量增加，胡麻种群的转动动能呈先增加后减小的变化趋势；减小胡麻滚动摩擦系数，其转动动能增加。通过设计的异型窝眼轮排种仿真和大田试验可知，胡麻平均穴粒数为9.5粒，标准差为1.5粒；大田试验的平均穴粒数为9粒，标准差为1粒。仿真和试验结果的穴粒数平均值的相对误差为5.26%，基本满足西北旱区胡麻播种机械设计参数优化需求。     

全覆膜直插式穴播机的设计与试验

为满足全覆膜膜上穴播的机械化作业要求,设计了一款全覆膜直插式穴播机。该机利用组合槽轮机构驱动实现间歇运动,以曲柄滑块机构做直线往复运动进行直插播种,成穴器垂直入土、出土,并在入土到最低端强制开启,实现零速投种,解决了传统滚轮穴播器膜上播种时存在撕膜、挑膜、穴位错孔等问题。全覆膜玉米膜上播种试验表明:整机作业性能优异,关键指标均达到NY/T 987-2006《铺膜穴播机作业质量》标准的要求。     

气吸式覆膜精量油菜播种机排种性能试验与优化设计

针对目前高寒地油菜播种机普遍存在的重播漏播率高、人工劳动强度大、生长期缺水等问题，研究设计了一种气吸式精量播种机，一次性完成膜上播种、施肥、滴水灌溉、覆膜。分析了播种机主要结构、工作原理，对其关键部件进行结构设计，以排种盘转速、气吸室负压、排种盘型孔直径为试验因素，利用软件优化分析获得合理参数组合。结果表明：播种机排种盘转速197 r·min^-1、气吸室负压2.5 kPa、排种盘型孔直径1.2 mm时，田间播种合格率为93%、重播率3%、漏播率1%，播种质量较好。田间试验表明上述参数组合下排种器工作性能满足油菜播种机工作性能要求，该研究为油菜精密播种机的研究和设计提供了理论和技术参数。     

间作模式下小麦联合收获机清选装置CFD-DEM气固耦合仿真与试验验证

为了提高间作模式下小麦联合收获机清选性能，研究旋风分离筒内流场和颗粒的运动状态，探索分离筒的最佳工作参数组合，运用离散元法和计算流体力学耦合的方法分析了气流与颗粒的相互作用，以喂入速度、吸杂压强、筒体高度、下椎体角度为试验因素对清选过程进行了仿真正交试验，对最佳清选参数组合完成了田间试验验证。结果表明:气流在分离筒内形成内、外旋涡，内漩涡的运动使短茎秆进入吸杂管道，籽粒在外旋涡的作用下滑落到集粮盘；仿真试验的最佳参数组合为喂入速度12 m·s^-1吸杂压强-1 800 Pa、筒体高度350 mm、下椎体的角度65°，得到的清洁率和损失率分别为92.18%和1.99%，与田间试验的误差分别为2.947%和7.428%。     

收获期马铃薯块茎碰撞恢复系数测定与影响因素分析

为了建立马铃薯块茎在土薯分离机构和振动筛上发生碰撞时的碰撞模型,该文基于质点对固定面的碰撞动力学理论在自制测定装置上对马铃薯块茎碰撞恢复系数进行了试验测定。对块茎碰撞恢复系数的主要影响因素碰撞材料、下落高度、块茎质量、含水率、跌落方向和马铃薯品种等进行了混合正交试验和单因素试验。混合正交试验结果表明,各因素对马铃薯块茎碰撞恢复系数的影响顺序为:碰撞材料、下落高度、块茎质量、含水率、跌落方向和马铃薯品种,其中碰撞材料、下落高度、块茎质量和含水率影响较为显著。单因素试验结果表明,马铃薯与65Mn钢、橡胶、马铃薯和土块间块茎碰撞恢复系数依次减小,其中新大坪的值分别为0.791 2、0.710 5、0.663 2、0.525 3,陇薯7号的值分别为0.762 7、0.695 2、0.690 4、0.563 1;马铃薯块茎碰撞恢复系数随着下落高度、块茎质量和含水率的增加而减小,回归方程决定系数均大于0.9。研究结果可为马铃薯收获机挖掘及土薯分离装置关键部件的优化设计提供参考。     

黄河水泥沙分离溢流性能试验研究

针对滴灌用黄河水泥沙含量高的问题，根据兰州段黄河泥沙粒配特性设计了黄河水泥沙分离设备。采用正交试验、极差和方差分析研究了分离机参数对溢流颗粒D。和溢流液流量的影响。试验结果表明：影响溢流颗粒D。的参数主次排列为转鼓转速、碟片间隙和喷嘴数量，而影响溢流液流量的参数主次排列为转鼓转速、喷嘴数量和碟片间隙。考虑试验因素对溢流颗粒D。和溢流液流量影响程度的大小，优化的参数为转鼓转速为3500rpm、喷嘴数量为32个、碟片间隙为1．2mm。     

硬实种子碰撞机设计

针对部分牧草种子存在的硬实现象,介绍了牧草种子播种前解除硬实的常用方法;分析了机械方法解除种子硬实的优点,利用机械设计及轻微碰撞理论,进行了硬实种子处理碰撞机总体设计.通过改变碰撞机叶轮转速,可以获得具有合适擦伤度的牧草种子,满足提高种子渗透性和发芽率的要求.     

离心机与旋流器串联分离泥沙对D50的影响

针对农业滴灌中黄河水泥沙含量高的问题,根据黄河水泥沙的基本特征,研制了适于黄河水泥沙分离的碟式离心机,选用了FXJ-150-I型水力旋流器,将碟式离心机与水力旋流器串联进行黄河水泥沙分离.通过一次回归正交试验,分析了影响溢流颗粒中位径D50的主次因素并找出了最佳参数组合.通过回归正交设计得到了以D50为试验目标的回归方程,通过方差分析可知该方程极显著(a=0.01)并且拟合较好.试验结果表明:旋流入口压力对D50影响极显著,旋流器底流口直径和转鼓转速对D50影响显著.     

基于离散单元法农田土壤单轴压缩模型的建立及参数校核

建立基于离散单元法的农田土壤单轴压缩可靠模型,并较准确模拟真实土壤力学性能,在有限元理论的基础上,借助Flunet-UDF能将模型网格信息写出的特点,利用EDEM软件自定义工厂生成不饱和土壤单轴压缩模型,并对其进行仿真试验。仿真试验结果表明:切向接触刚度和曲线的上升段与应变轴夹角、峰值、下降段与应变轴夹角均有关,上升段、下降段与应变轴夹角、峰值随切向接触刚度增大而增大;曲线的峰值在随临界切向应力减小而减小,下降段落点随临界切向应力减小而离原点越近;下降段与应变轴夹角随法向接触刚度增大而增大;下降段与应变轴夹角随临界法向应力减小而增大。当法向接触刚度为210 MN/m3、切向接触刚度为80 MN/m3、临界法向应力为30kPa和临界切向应力为8kPa时,该组黏结参数能较可靠表征含水率为10.5%的耕地土壤力学特性。     

振动挖掘铲减阻数值模拟及参数优化

对小型振筛式马铃薯挖掘机振动挖掘铲的性能参数进行优化,借助Adams和Ls-Dyna相结合法模拟振动挖掘铲挖削土壤过程,据4因素3水平响应曲面法试验设计原理对影响挖掘铲挖削阻力的因素进行了多因素方差分析,并建立和优化了回归模型。结果表明:影响牵引阻力的因素由大到小依次为振动频率、牵引速率、入土角、振幅;当牵引速率为0.67m/s、振动频率13.77Hz、振动幅值11.93mm、入土角8.35°时,优化牵引阻力为1 449.59N。田间验证试验结果表明:试验阻力平均值与仿真结果误差5%,说明回归模型能较好的反映振动频率、牵引速率、入土角、振幅于牵引阻力之间的关系。