装载机新型铰接系统铰销计算研究

给出了装载机铰接系统的四种典型计算工况,推导了各工况下铰点力的计算公式,建立了铰销的力学计算模型,提出了铰销有限元计算的外力处理方法。以ZL60E装载机为例进行了有限元分析及实车试验验证,为装载机新型铰接系统铰销的设计提供了理论依据。     

装载机车架铰接系统铰销强度及铰点附近应力分布的试验研究

将孔内贴有应变片的特制铰销安装在ZL60E装载机铰接系统中,获得了多种工况下的一系列点的应力测试值。将这些值作为试验铰销力学模型修正的依据,建立了力学模型评价的数学方法,寻求更贴近实际作业工况的计算模型。采用该模型即可对装载机实际工作铰销进行有限元分析,从而获得较为可信的计算结果。     

苹果四臂采摘机器人系统设计与试验

针对鲜食苹果智能化高效采收需要,该研究设计了四臂并行采摘的“采-收-运”一体式机器人系统,以代替人工采收作业。以中国矮砧密植高纺锤果树为对象,根据树冠内果实空间分布特征,提出了四臂并行采摘执行部件的作业方式;建立了基于多任务深度卷积网络的果实可见区域识别模型,实现受遮挡果实离散区域语义分割及其归属关系的端到端判别;在此基础上,根据果实表面局部点云信息对其质心进行空间定位;提出了基于时间最优的四臂协同采摘任务规划方法,以实现机械臂对树冠内不同区域的高效遍历。最后在采摘机器人关键部件集成的基础上,在矮砧密植标准果园进行生产试验。试验结果表明,机器人对树冠内可见果实的识别率为92.94%,被识别果实中定位精度满足机器人采摘操作要求的比例为90.27%;机器人平均采摘效率为7.12 s/果,其中四臂协同采摘效率约为单臂采摘效率的1.96倍;对可见果实采摘成功率为82.00%,对树冠内全部果实的采收率为74.56%,枝叶遮挡干涉是造成采摘失败的主要原因。该研究可为鲜果智能化采摘模式的探索应用提供技术支撑。     

基于典型工况试验的装载机循环工况构建

装载机动力传动系统的设计借鉴了汽车动力传动系统的设计理念,而循环工况是汽车动力传动系统参数设计的重要参考依据。由于目前还没有装载机的循环工况,所以在设计阶段也无法利用循环工况考察其燃油经济性和动力性。根据装载机发动机功率分流情况,装载机循环工况应由装载机典型工况液压系统载荷时间历程、铲斗工作阻力时间历程、工作速度时间历程构成。针对这一情况,以ZL50装载机为例,构建了试验方案,分别试验测试了装载机液压泵消耗发动机转矩的时域波形数据,前、后传动轴消耗发动机转矩的时域波形数据,以及前传动轴转速时域波形数据。对液压系统试验获取的数据进行分段、合并、去除异常值等预处理后,采用加权求和方法,制取了典型工况液压系统载荷时间历程。应用同样的数据处理方法,分别获得典型工况工作速度时间历程,以及典型工况传动系统载荷时间历程。根据典型工况传动系统载荷时间历程,应用装载机工作过程中力的平衡方程方程,求得典型工况铲斗工作阻力时间历程。典型工况液压系统载荷时间历程、铲斗工作阻力时间历程、工作速度时间历程组合在一起,共同构成装载机循环工况。应用该循环工况,虚拟试验ZL50装载机燃油经济性,与实车试验结果的一致性较好,构建的循环工况可行。装载机循环工况可为虚拟试验装载机动力性、燃油经济性提供加载数据,具有重要的工程实践意义。     

立体苗盘管理机器人的机械臂参数优化与试验

为使立体苗盘管理机器人的机械臂能够在植物工厂狭窄的作业环境下,灵活、高效地完成目标工作空间的所有搬运和喷洒动作任务需求,同时尽量减小机械臂的操纵空间和结构尺寸,采用理论与试验相结合的方法对机械臂参数进行了优化设计。首先采用D-H法建立了机器人的运动学模型,然后通过工作空间分析确定出优化参数的工作空间约束条件。在此基础上,以"距离最短"和"结构紧凑"为性能指标建立目标优化函数,并利用遗传算法求解出最优的大臂杆长648 mm、中臂杆长472 mm和小臂杆长396 mm,最优机械臂关节转角极限值为96°、68°和126°。最后进行机器人样机的搬运和喷洒运动规划试验,并借助高速摄像系统标记机械臂末端运动轨迹坐标。试验结果表明:优化后的机械臂能够到达目标工作空间的所有极限位置及其他特征位置点,最大绝对定位误差为9.8 mm,最大相对定位误差为0.98%,在允许的误差范围内,能够满足机械臂工作空间对目标工作空间的有效包容。     

多级离心泵轴向力的数值计算与试验研究

轴向力的大小及平衡问题是影响离心泵可靠性、安全性以及效率的重要因素。由于不同的经验公式计算出来的轴向力大小相差很大,因此,找到一个离心泵轴向力精确计算的方法十分必要。该文通过对离心泵轴向力的理论分析,基于Fluent商用软件,采用标准k-ε湍流模型、SIMPLE算法对多级离心泵的内流场进行数值计算,分析离心泵内部流场的静压分布规律,并通过静压积分求得轴向力大小。对模型泵进行压力分布试验,获得14组流场的压力值及流量-压力、扬程-压力曲线,从而推导计算出轴向力大小。比较数值模拟与试验结果,压力值在小流量工况下相差较大,在设计工况下接近叶轮出口处模拟压力值与试验值基本吻合;轴向力的计算结果大体一致,最大误差仅为4.6%,在允许误差范围内。研究结论为离心泵的可靠性设计提供了新的思路和方法。     

动扭剪荷载作用下兰州黄土动力特性试验研究

根据初始含水率W0的不同,把兰州原状黄土分为干型黄土、湿型黄土和饱和黄土.采用动扭剪仪对这3种类型黄土分别进行了研究,主要研究了兰州黄土的动应力应变本构关系、阻尼比变化特性和动强度特性并给出了相应振次N为10,20和30次时的动强度指标值.研究结果表明,3种类型黄土的应力应变曲线呈双曲线型;阻尼比λ与动剪应变对数lg(λ_d)具有线性相关性;动强度受固结应力的影响各不相同并且动强度指标随振次的增大而减小,但内摩擦角减小的趋势相比黏聚力要小.     

动静压液体轴承油膜承载特性的数值分析

液压动静压轴承的油膜状态,影响轴承的工作性能。研究动静压轴承油膜的工作性能,将丰富轴承设计理论,提高轴承设计水平。应用固力场和流体场耦合的有限元分析方法,分析了动静压轴承油膜的特性,计算并分析了典型的毛细管节流四腔轴承在各种设计参数下的轴承偏心率与偏位角及轴承偏心率与载荷力之间的关系。研究表明：轴承偏心率与载荷力几乎成一直线,而偏位角随着偏心率的变化较大。从数值上为动静压轴承建立完整的分析基础,提出了一种崭新的实用化的高速液体动静压轴承的理论设计方法。     

动点作平面复合运动的矢量导数解和矩阵解

本文在经典力学的基础上，提出求解动点作平面复合运动的直接矢量导数方法和矩阵方法的定型公式。定型矩阵公式中的各项数据可以通过ＦＯＲＴＲＡＮ语言全部输入电脑，这就使经典力学的计算与现代化的计算工具接轨。     

片麻岩裸地的治理与利用试验研究

利用４ａ的观测,试验资料对太行山区片麻岩裸地区的适生树种选择和沟道治理等问题进行了研究,在３种片麻岩裸地中,以黑云角闪斜长片麻岩裸地立地条件最好,适宜发展高效经济林;花岗片麻岩裸地次之,适宜发展水保林,片麻状花岗正长岩裸地立地条件最差,不宜直接开发利用,应以封山育林为主,在裸地区的沟道治理中,不宜采用横向谷坊坝,以纵向“护坡堤”为宜。     

CXZL80装载机结构件焊接残余应力变形分析研究

采用自动动态增量非线性分析有限元程序对ＣＸＺＬ８０装载机执行装置进行了焊接残余应力变形的分析研究，计算结果与实测数据进行了对比。结果表明，动臂横梁焊缝附近存在较大的焊接残余应力变形，它们直接影响结构件的强度及加工精度     

推土机载荷谱研究与开发(Ⅴ) 推土机台车架斜撑臂工作应力测定与分析

通过对推土机台车架斜撑臂进行有限元分析，找出其危险断面，并通过实际测试掌握其最大应力，为改进设计提供依据。     

中国土壤侵蚀研究重大成就及未来关键领域

[目的] 回顾中国土壤侵蚀研究的发展历程,总结该领域的重大研究成果,分析其现阶段存在的问题及未来关键研究领域,旨在为中国水土保持及区域生态建设与绿色高质量发展提供参考。[方法] 基于多年的土壤侵蚀研究野外调查和学术研究工作经验,对中国土壤侵蚀的有关重大问题进行了长期思考。经过多次学术研讨,并与同行权威专家进行了交流和探讨。[结果] 中国土壤侵蚀研究领域近百年来取得了一系列重大研究成果,也存在着一些不足和问题。中国土壤侵蚀研究未来应从土壤侵蚀预报模型完善推广及精度评价,坡面径流计算方法及模型构建,人工模拟降雨试验和水槽试验结果的代表性及真实性评价等方面开展重点研究,并关注土壤侵蚀过程机理、模型应用、技术方法、响应评价、瓶颈问题等议题的研究。[结论] 近百年来的研究实践证明,中国土壤侵蚀研究只有立足于国情,根据中国土壤侵蚀特点、研究现状及社会需求的变化确定和调整研究方向,才有可能取得标志性成果。同时,在国家大力推行生态文明建设的新时代,土壤侵蚀研究也要调整思路和研究重点。此外,水土保持工作还应与国家乡村振兴和生态建设相结合,以先预防,少扰动为主,改变过去先破坏再治理的模式。     

21世纪节水农业中的高新技术重点研究领域

近年来,在先进国家高新技术开始被较为广泛地应用于节水农业,并获得了成功。进入21世纪,我国农业将面临着水资源日益短缺,同时又必须担负起保障16亿人口食物安全的重任。该文总结了国内外高新技术在节水农业中的应用与发展现状,提出了我国在21世纪应重点研究的领域、关键技术和重点解决的问题,预测了产业化发展前景。     

稻田甲烷排放影响因素及其研究进展

CH4是大气中仅次于CO2的最重要的温室气体之一,其温室效应贡献已达15～20%。中国稻田是CH4的重要排放源,对全球大气的CH4排放起着重要的作用。本文较为详细地介绍了近几十年来国内外关于稻田CH4排放的研究进展。对稻田CH4的排放机理、CH4的排放规律及影响稻田CH4排放的各种因素作了详细分析,并相应地提出了控制稻田CH4排放的各种措施,最后提出了今后我国稻田CH4排放研究应加强的几个方面内容。     

塔里木灌区低产田改造与盐碱土改良措施的研究

塔里木灌区地处新疆南部,由于自然条件及人为因素的影响,现有耕地中、低产田面积近60%。究其原因,地下水位高,潜水排泄不畅,土地盐渍化。严重抑制作物的生长,使农作物减产10%～30%。加速低产田改造,变低产为高产,对灌区的可持续发展,将起到重要作用。     

宁夏南部山区坡地雨水资源化潜力及降水再分配研究

宁夏南部山区是雨养农业区,也是半干旱退化山区,提高降水资源的利用率,是该地区生态环境建设的必然途径,通过分析研究点的雨水资源量,当地缺水的最大问题是降雨的时空分布问题造成了大量的雨水资源流失.坡地改造拦蓄径流就地利用和径流资源的拦蓄储备是解决缺水问题的两种途径.分析了坡地径流资源的潜力,并对坡地改造后不同工程措施降雨再分配情况进行对比研究,土壤平均体积含水量88542整地＞鱼鳞坑整地＞自然坡面,88542工程整地比鱼鳞坑工程整地高12.1%,比无工程整地措施高20.8%,可以有效提高造林成活率.     

陇中半干旱区小豆新品系引种鉴定试验

为了鉴定筛选出适宜陇中半干旱区种植的高产抗病小豆新品系。以京农6号为对照品种,对引自中国农业科学院作物科学研究所的7个小豆新品系的生育时期、农艺性状、籽粒产量、抗逆性和抗病性等进行试验观察。结果表明,参试品系生长习性均为直立型,生育期122～129 d;均为中晚熟品系;田间抗旱性、抗倒伏性强,高抗白粉病,中抗病毒病和叶斑病。其中ZKS小豆7株高85 cm、主茎分枝数4.6个、主茎节数14.2个、单株荚数61.7个、荚长17.7 cm、荚粒数9.8个、百粒重19.5 g,折合平均产量3 533.33 kg/hm2,较对照品种京农6号增产6.53%,田间抗旱性、抗倒伏性强,高抗白粉病、病毒病、叶斑病、适应性好。ZKS小豆4株高80 cm、主茎分枝数4.4个、主茎节数13.8个、单株荚数58.8个、荚长16.9 cm、荚粒数9.3个、百粒重18.3 g,折合平均产量 3 400.00 kg/ hm2,较对照品种京农6号增产2.51%,抗旱性、抗倒伏性强,高抗白粉病、叶斑病,中抗病毒病,适应性较好。ZKS小豆7和ZKS小豆4可以在陇中半干旱地区进一步推广种植。