深松参数对双翼深松铲耕作阻力影响的仿真分析

利用离散元建立了双翼深松铲的深松仿真模型,分析了深松参数对双翼深松铲耕作阻力的影响。结果表明,双翼深松铲对土壤的作用主要表现在前进过程中对土壤的切削和抬升2个方面;双翼深松铲主要阻力来源于土壤对其前进的阻碍作用,竖直方向上土壤对深松铲抬升作用的阻碍作用也是深松阻力的重要来源之一,双翼深松铲侧方向上的受力非常小;在深松速度0.4～1.2 m/s与深松深度220～300 mm时,深松速度和深松深度对双翼深松铲前进方向的受力均有较大的影响,随着深松深度和速度的不断增加,前进方向的阻力不断增大;深松深度对双翼深松铲竖直方向的受力有较大影响,竖直方向的受力随着深松深度的增加而变大,而深松速度对双翼深松铲竖直方向的受力基本没有影响。     

国内外深松铲研究现状与展望

深松技术是保护性耕作重要技术之一,深松铲技术标志着深松技术水平。近年来随着我国逐渐实施农田保护性耕作,深松技术的研究及深松铲的研制已经受到科研领域的重视,且得到了一定的发展。本文主要介绍了现有深松铲的类型、特点、松土原理及影响因素,阐述了国内外深松铲研究过程中所使用的方法及研究进展,分析了新型弧状深松铲深松机的理论及优化,提出了有关国内深松机发展过程中需要改进的建议。     

双翼深松铲设计参数的试验研究

本文分析了双翼形深松铲的主要结构参数:翼张角2γ、铲宽 B、起土角α以及使用参数:作业速度 V、耕深 H 等因素对耕作阻力的影响。并在此基础上得到了各因素的合理取值范围,即2γ=80°～85°、α=18°～23°、V=2km/hH<180mm,从而可供在双翼深松铲设计和使用时参考选用。     

基于DEM-MBD耦合预破土组合深松铲仿真研究

为了研究在振动深松条件下深松铲预破土对深松碎土的作用效果,利用DEM-MBD耦合技术对振动深松时深松铲和土壤颗粒之间的相互作用进行模拟研究.在试验台模型及连接不改变的条件下,探讨不同破土器半径大小以及安装位置与土壤颗粒的扰动情况,采用土壤扰动云图和运动副采集力来量化深松效果.仿真试验结果表明,在振幅振频条件相同、前进速度0.4 m/s时,破土器圆内弧半径150 mm,安装位置在3号组位的土壤扰动较好,深松效果较好;带有圆弧形破土器的深松铲对深松减阻具有显著作用,可以减少耕作阻力.该研究对研制结构简单、深松减阻高效的深松机具设备提供了理论依据,也为不同土质深松作业研究提供了一种有效的计算方法.     

机械化深松技术和深松机具简介

深松技术是利用深松铲疏松土壤,打破原多年翻耕形成的犁底层,加深耕层而不翻转土壤,是适合于旱地农业的保护性耕作技术之一。深松能够调节土壤,改善耕层土壤结构,提高土壤蓄水抗旱的能力。深松后     

基于离散元法的双翼深松铲耕作行为的仿真分析

分析双翼深松铲耕作行为是探究双翼深松铲耕作机理和优化深松效果的前提。本文采用离散元法建立了双翼深松铲的耕作模型,分析了深松过程中土壤扰动、土壤运动及双翼深松铲的受力情况。结果表明：在双翼深松铲的工作过程中,各层的扰动程度从大到小依次为耕作层、犁底层和心土层;双翼深松铲对土壤的扰动呈“扇形”分布,对土壤的扰动作用主要体现在土壤抬升、土壤的破碎和不同层土壤的混合等方面,犁底层与耕作层的混合程度大于犁底层与心土层;土壤颗粒最大运动速度下各方向数值从大到小依次为z方向、x方向、y方向;双翼深松铲在0.8 m/s耕作速度、300 mm工作深度的工况下,其土壤扰动系数为63.9%,土壤膨松度为11.1%,地表平整度为22.43 mm;双翼深松铲受到的阻力主要来源于土壤对深松铲前进的阻碍作用,双翼深松铲向上抬升土壤也受到了一定的阻力,土壤对双翼深松铲的侧面挤压作用力较小。     

基于EDEM的双翼式深松铲设计与仿真试验

设计了一种由铲柄、铲翼及铲尖组成的双翼式深松铲,建立了基于EDEM离散元仿真模型,分析确定了双翼式深松铲主要工作参数及结构参数并进行仿真试验.结果表明,在试验范围内,双翼式深松铲耕作阻力F随铲翼翻土角γ及起土角α增大而增小,随耕作速度v先减小后增大.当双翼式深松铲铲翼翻土角γ取30°、起土角α取30°、耕作速度v取0.75 m/s时,双翼式深松铲耕作阻力F最小.土槽试验结果表明,双翼式深松铲作业时,土壤沿铲翼后部自动向内及后方迁移,土壤原地翻转,不堆积在侧边地表且两侧扰动小.     

分层深松铲型配置参数对牵引阻力的影响

分层深松采用前后铲分层作业方式,深松后土壤更松碎,土层不发生改变。文章利用深松铲阻力测试装置,研究分层深松铲型配置参数对牵引阻力影响。结果表明,后铲25 cm深松深度,铲型组合为箭型-凿型时,分层高度差为11.5 cm、铲距为34.5 cm时牵引阻力最小;通过凿型、箭型、双翼型不同铲型组合及单层深松牵引阻力对比分析表明,深松深度相同时,分层深松前后铲型面积和越大阻力越大,分层深松阻力一般大于单层深松;分层深松交换前后铲型试验得出,深度相同时,凿型-双翼型、箭型-双翼型组合阻力分别小于双翼型-凿型、双翼型-箭型组合,而箭型-凿型组合阻力却与凿型-箭型组合十分接近。     

全方位深松技术试验

全方位深松技术是一种新型的耕作方法,它可以在不打乱活土层的条件下,采用全方位深松机对土壤进行耕作,能彻底打破坚硬的犁底层,在松土层底部形成鼠道,起到疏松土壤、改善土壤蓄水保墒能力的作用,使栽培作物增产。     

SPSS的深松铲结构运动参数最优化设计

深松铲是深松机的主要工作部件[1],其结构和运动参数对深松机的工作性能及对土壤的作用的效果有着非常重要的影响。文章研制了6种抛物线形刃口形状的深松铲的结构,并利用SPSS统计学软件和方差分析法,测试分析了耕作速度、耕作深度及深松铲结构参数的变化对耕作阻力的影响,优化出了抛物线形深松铲的最佳形状,为研究和设计深松铲提供了...     

双翼深松铲结构的有限元分析与改进设计

在对深松铲进行二维设计的基础上,应用Pro/E和ANSYS软件对经验设计的双翼深松铲结构进行了力学分析并在此基础上进行了改进.结果表明:采用打孔方式固定深松铲是造成铲柄应力集中的主要原因,改进固定方式是解决问题的有效方法;应用ANSYS软件进行有限元分析是重要的现代设计方法之一,但与经验设计有机融合是提高设计质量的重要途径.同时,经验设计也有一定的优点,不应该全部否定.本文还对深松铲过载保护的必要性和方法进行了论述,设计了过载保护装置,该保护装置可以有效的对深松铲进行保护,避免断裂等损坏的发生.     

天等县玉米地振动深松保墒耕作试验

振动深松整地作业,是通过拖拉机牵引深松机具,在不翻土的情况下疏松土壤,打破犁底层,改善耕层结构,增强土壤储水保墒和抗旱排涝能力的一项新的耕作技术。本试验以振动深松耕作和传统的人力耕作对比,结果表明,通过振动深松土壤容重小,通透性好,土壤储水保墒能力强,玉米的植株和穗粒性状表现比传统耕作栽培好,产量高,平均增产889.0kg/hm2,增产率12.2%,增收1849.12元/hm2。     

基于田块尺度的农田土壤重金属污染评价及来源解析

基于田块尺度采集农田表层土壤样品120件,采用绝对因子分析/多元线性回归（APCS-MLR）受体模型与地统计学分析对研究区域内As、Cd、Cu、Cr、Mn、Ni、Pb和Zn这8种重金属污染空间分布特征及来源进行解析,利用地累积指数和潜在生态风险指数法评价土壤生态风险。研究结果表明：研究区表层土壤中8种重金属含量差异较大,As、Cd和Cr点位超标率分别为61.83%、90.83%和92.52%,土壤重金属Zn、Cu、Cr和Ni主要以残渣态存在（占比在80%以上）。土壤中Cd、Cr和Cu含量空间分布格局呈东南部较高、中部次之、西北部较低的趋势,而Mn、Ni、Pb和Zn含量的空间分布格局与此相反。APCS-MLR模型表明研究区域土壤重金属As、Cr、Cu和Ni的来源以自然源为主,占比分别为39.34%、47.32%、44.53%和50.23%; Pb、Zn的来源以工业活动源和交通源为主,占比分别为31.93%、30.53%和23.36%、22.17%; Cd的农业活动源占比为53.63%。土壤pH与有效态As、Cd、Cu和Ni含量呈极显著负相关性（P<0.01）,土壤有机质与有效态As、Cd和Cr呈极显著负相关性（P<0.01）。地累积指数显示土壤Cr总体处于中、重度污染水平,其次是Cd;生态危害指数也表明Cr和Cd是主要生态危害元素,潜在生态危害系数变化范围分别为5.20~41.12和11.56~113.35。总体来看,研究区域Cr和Cd污染较为严重,存在潜在风险,应采取安全利用和修复等措施,降低其风险水平。     

水田机械秸秆深施的养分释放及增产效果研究

运用机械将稻秸秆深施于水田土层内,秸秆中的碳、氮、磷、钾养分释放比秸秆面施速率高,残留量少。深施可增加和活化土壤中的碳、氮、磷、钾养分,培肥地力,增产显著。     

不同施肥制度对南方旱地红壤微生物组结构和功能影响研究进展

土壤微生物组在促进土壤养分循环、提高土壤固碳能力和维持土壤肥力等方面具有重要的作用。红壤是我国南方重要的耕地资源,但其有机质含量低、水土流失严重,且面临着土壤酸化导致的活性铁铝增加、作物生长受限和微生物活性下降等严峻问题。我国近年来基于红壤旱地长期定位试验和短期培育试验开展了很多工作,在通过调控红壤微生物组以缓解土壤酸化、增加有机质含量和提高氮磷养分有效性方面取得了突破性进展。本文综述了红壤区农田土壤微生物组结构的主要驱动因素,回顾和比较了长期施用化肥、有机肥和有机无机配施等不同施肥制度对我国南方旱地红壤微生物组结构和功能影响的研究工作,阐述了有机培肥制度对红壤微生物群落多样性的积极效应;总结了配施有机肥在提高红壤有机碳周转功能类群和氮磷代谢功能类群丰度,促进红壤有机碳分解、维持有机质稳定和提高土壤氮磷养分有效性等方面的重要作用;探讨了高多样性微生物群落中关键特殊性代谢功能对驱动微生物群落装配和维持土壤生态功能稳定的作用。最后,对我国旱地红壤微生物组未来的研究方向进行了展望,强调了可以通过改进微生物培养策略、明确微生物组不同类群的功能特征和驱动因素、充分挖掘农业微生物组资源、开发调控红壤微生物组的微生物肥料产品和高效农业管理措施来提高红壤养分循环效率、促进有机质稳定和降低铁铝活性,充分发挥微生物组在红壤耕地资源可持续利用与农业绿色发展中的作用。     

玻璃连栋温室正压通风降温系统的设计与试验

针对我国大型玻璃连栋温室夏季降温难度大、温度分布不均匀的问题,引入荷兰半封闭温室环境控制理念,采用正压通风降温技术,以湿帘蒸发降温提供冷源,对管道风机、送风管等关键机构进行分析计算和设计,建立连栋温室正压通风降温系统,并进行适应性生产试验。试验依托河北南和设施农业产业集群项目,以采用湿帘-风机负压降温系统的温室为对照,对采用正压通风降温系统的温室,进行降温效果对比试验。试验结果表明:1)送风管各侧孔出风风速基本一致,送风均匀性高;2)采用正压通风降温系统的温室室内温度平均高于对照温室3.7℃,极端高温时可高出6.8℃。在河北南和地区,传统湿帘-风机负压通风降温系统的降温效果优于创新设计的正压通风降温系统,正压通风降温系统的实现方式还需改进,在我国的适用性有待进一步研究。     

山区农户耕地撂荒特征及代际异质性——基于赣南于都县的实证分析

为探究山区农户耕地撂荒特征及代际异质性,借助代际社会学中的“社会代”理论构建了山区农户耕地撂荒行为代际差异分析框架,基于赣南于都县的微观数据,采用Logit模型和Tobit模型进行了实证检验。结果表明：1)山区农户耕地撂荒行为具有明显的代际差异,老一代、中生代和新生代农户的耕地撂荒行为依次增强,具体而言,代际差异每提升一个等级,农户耕地撂荒概率增加6.6%、撂荒程度增加2.3%;2)代际差异具有通过作用山区农户耕地保护意愿、生计策略和种植结构而影响其耕地撂荒行为的机制,即山区老一代、中生代和新生代农户的耕地保护意愿趋弱、生计策略非农转型趋强、经济作物种植趋减,导致其耕地撂荒行为依次增强。因此,本研究提出如下建议：变革农业经营体系,优化山区不同代际农户农业生产模式;优化山区耕地在农户代际间的配置,提高耕地利用效率;因地制宜建设山区经济作物产业链,促进不同代际农户共同增收。     

地下资源开发中软岩巷道非线性三维仿真与虚拟卸压分析

采用有限元分析软件Ansys 5.6对软岩巷道进行非线性三维仿真,模拟了软岩巷道在工程力作用下的变形及蠕变特征.并根据仿真结果,对巷道进行虚拟卸压分析,以助于优化设计.     

东北黑土区耕地利用效益空间差异及影响因素分析

耕地利用效益是评估区域耕地利用协调程度的必要前提,也是农业高效可持续发展的重要保障。本文以东北黑土区为研究区,依据耕地利用系统理论,构建“经济-社会-生态”效益框架,运用综合评价法、探索性数据分析法与地理探测器模型,从县域尺度分析2020年东北黑土区耕地利用效益空间差异和影响因素。结果显示：1）耕地利用综合效益、经济效益和生态效益整体上均呈现为由南部和中部平原地区向西部和北部低丘缓坡地形区减少趋势,社会效益则主要表现为由南部向北部递减的分布趋势。2）耕地利用综合效益整体上具有显著的集聚特征,高集聚主要在辽宁省南部以及北部黑龙江省县域范围分布,低集聚则集中分布在东部内蒙古和中部吉林省县域。3）从影响因素来看,黑土区耕地利用综合效益中气候、农业机械化程度和农作物复种指数是关键影响因素,且因素间的交互作用影响更加显著。为更好的提升黑土区耕地利用效益,需要把握乡村振兴协作、保护经营机制、农业综合措施和绿色技术创新等方面的促进作用,实现农业资源高效利用和可持续发展。     

齿轮泵困油径向力的研究与量化分析

针对齿轮泵现有径向力计算的局限性问题,采用困油压力影响径向力的定量分析法,在1个困油周期内,先对从动轮齿顶圆上吸压、过渡、排压和困油的4区段内的动态液压分布,后基于实例困油压下的困油径向力进行研究和间接验证。结果表明：1）排压、吸压、过渡卸载下困油径向力的改善率分别为9.9%、-10.2%、-1.1%,困油压能改善排压卸载下的径向力,不过却恶化了吸压卸载下的径向力,对过渡卸载下径向力的影响不大,实际应用中,应尽量采用排压卸载的径向力减少措施;2）排压、吸压、过渡卸载下困油压力的冲击率分别为24.5%、38.5%和13.8%,对径向力的冲击很大,一方面要求通过卸荷槽创新尽量释放困油压力,另一方面应采用困油径向力的定量计算方法;3）困油压力对径向力的影响不仅在于本身更在于径向力的卸载措施,困油力由困油压力和作用面积共同决定,困油压、径向力、困油力的极值位置并非完全一致。困油径向力的定量计算方法为泵尤其是轴承的全流体润滑设计提供了动态的外载荷依据。