海南热区砖红壤颗粒离散元仿真模型参数标定

为获取适用于海南热区砖红壤与触土部件相互作用的离散元仿真模型参数,该文利用EDEM仿真软件中Hertz-Mindlin with JKR接触模型对海南地区砖红壤进行相关模型参数标定,首先以含水率为7.8%、实际休止角为32.35°的砖红壤为研究对象,以物理试验获取的砖红壤-砖红壤、砖红壤-触土部件间恢复系数、静摩擦系数及滚动摩擦系数为标定对象,应用Plackett-Burman设计试验筛选出对休止角有显著影响的参数:即砖红壤-砖红壤滚动摩擦系数、JKR表面能、砖红壤-28MnB5板滚动摩擦系数、砖红壤-砖红壤恢复系数。进一步以砖红壤颗粒休止角为响应值,基于Box-Behnken设计试验得到休止角与显著性参数的二阶回归模型,并以实际休止角为目标,针对显著性参数进行寻优,得到最佳组合:砖红壤-砖红壤滚动摩擦系数为0.07、砖红壤-28MnB5板滚动摩擦系数为0.24、砖红壤-砖红壤恢复系数为0.4、JKR表面能为4.31J/m^2。最后在标定的参数下进行休止角与破土阻力离散元仿真验证试验,对比计算得出仿真休止角与实测休止角相对误差为0.62%,仿真破土阻力与实测破土阻力相对误差为3.43%,并通过对比分析两次试验中破土阻力变化曲线的拟合情况,得出两曲线间的可决系数R2=0.993 9,均方根误差RMSE=0.017 7,该结果表明标定所得相关参数可用作海南热区砖红壤离散元仿真。     

不同耕层结构对海南香蕉地砖红壤物理特性的影响

短周期的香蕉种植方式结合传统的香蕉地翻耕、旋耕模式导致香蕉田土壤耕作层以下不断压实并形成犁底层,而深松可打破坚硬的犁底层,提高水分利用效率,有利于作物根系的生长发育。为探明不同深松模式耕层构造对海南香蕉地砖红壤物理特性的影响,在海南大学香蕉试验田设置了全虚耕层构造(Q1)、全实耕层构造(Q2)、虚实并存耕层构造(Q3)和上虚下实耕层构造(Q4),对砖红壤土壤坚实度、土壤容重和含水率进行试验测定。结果表明:4种耕层构造在各深度土层都能够明显降低土壤坚实度及土壤容重,提高土壤含水率。其中,在0~15cm表层土壤降低幅度最大,Q1、Q3、Q4在土壤坚实度和土壤容重方面分别降低了51.92%、29.99%、39.91%,11.80%、5.59%、9.32%;各土层范围内的含水率均呈现为Q3>Q1>Q4>Q2,且全虚耕层构造(Q1)和虚实并存耕层构造(Q3)的土壤含水率略高。综合分析认为:考虑到香蕉的根系对于含水率的高要求,虚实并存耕层构造是保证香蕉成长发育质量比较理想的高产耕层构建方式。试验结果可为海南香蕉种植地构建合理耕层构造、实现香蕉产量稳步增长提供参考。     

集成式除椰衣机设计及仿生钢丝辊刷验证试验

针对剥除椰子外衣纤维时效率低等问题,设计一种基于仿生钢丝辊刷的集成式除椰衣机。该椰子除衣机工作时,先利用划皮辊子结构将椰子外层纤维斩断,随后利用仿生钢丝辊刷勾除椰衣纤维,最后利用磨砂辊轮对椰壳做打磨处理,实现椰衣去除机械化。为了验证仿生钢丝辊刷勾刷椰衣方案的可行性,设计仿生钢丝辊刷除衣试验装置进行试验。由试验可得,在合理的参数组合下,除椰衣厚度R_Δ25 mm,满足椰子加工工艺要求,为集成式椰子除衣机设计提供试验支撑。     

天然橡胶树割胶技术的研究及进展

天然橡胶是重要的装备物资,随着工业不断发展,对天然橡胶的需求量不断增加,而天然橡胶是通过割破橡胶树乳管获得的,割胶技术的优劣直接影响橡胶产量。总结半树圆周割阳刀的传统割胶方法,以及低面阴刀和气刺微割的新割胶方法;分析配合割胶方法所采用的各类割胶机械,有传统手动割胶刀、优化手动割胶刀、电动割胶刀以及自动割胶机;探讨目前割胶机械的局限性,指出研制新型割胶机械应控制割胶轨迹、深度、耗皮量和仿形机构的精度才能提高割胶效率。科技的进步必然会推动割胶技术由人工作业向智能机械化方向发展,从而省去大量人力物力,同时可以大幅提高割胶效率和橡胶产量。     

蝼蛄爪趾特性仿生钢丝辊刷除椰衣装置设计及参数优化

针对手工剥除椰子纤维外衣中存在的加工效率低、易造成人员受伤等问题,设计了一种基于蝼蛄爪趾特性的仿生钢丝辊刷除椰衣装置。该装置主要由钢丝辊刷、椰子夹紧机构和进给机构组成,其工作时依靠钢丝断面刃口勾刷椰衣纤维,结合钢丝的弹韧性实现除衣后不损坏椰壳。利用除椰衣装置开展参数优化试验,并运用Design Expert软件进行试验方案设计和结果数据分析。试验结果表明,辊刷转动速度对除椰衣厚度影响最大,刷毛栽植间距影响次之,刷毛直径影响最小;在辊刷转动速度一定时,随着刷毛栽植间距的增加,除椰衣厚度呈先增大再减小的变化趋势,但当辊刷转动速度增大时,除椰衣厚度的变化量不明显;当刷毛栽植间距一定时,随着辊刷转动速度的增大,椰衣去除的厚度会逐渐上升,刷毛直径的大小对除椰衣厚度的影响较为显著(P0.05)。试验数据回归分析结果表明,除衣装置的最优组合参数为辊刷转动速度是970rad/min,刷毛直径是6mm,刷毛栽植间距是10mm,预测在最优参数组合下的除衣厚度为31.24 mm,通过重复试验证明最优组合参数可以到达规定的除衣厚度,且不损伤内部椰壳,满足椰子深加工需要。     

污水悬浮物自动清除装置设计与仿真

针对农村污水处理池中的悬浮物一般采用人工劳作清除方式,存在着人力成本高,效率低等多种问题。设计一种采用双清理板平行布置的污水悬浮物自动清除装置,该装置通过链条传动带动清理板在污水池上方往复运动实现悬浮物自动清除,并使用计算流体力学软件进行仿真试验。仿真试验结果表明,清理板前进速度对装置清除率影响最为明显,卸料板抬升速度影响次之,清理板间距影响最小;对参数结果回归分析表明,前进速度为0.13 m/s、抬升速度为0.10 m/s和清理板间距为130 mm时可达到最佳清除效果,其悬浮物清除率可达98.8%,符合污水悬浮物的清除要求,分析可为农村污水处理问题的解决提供一种新思路。     

固定复合运动轨道式割胶机的设计与试验研究

目前,我国天然橡胶园割胶主要以人工为主,劳动强度大、效率低、工作环境恶劣,本研究设计了一种固定复合运动轨道式割胶机.首先,通过Solidworks三维建模方法建立整机模型;其次,对其固定装置、复合运动装置、切割装置等关键部件进行设计,并用Ansys对切割刀片进行静力学分析,得出切割刀刃受到最大应力时满足其安全裕度、符合...