联合收获机惯性沉降分离室内籽粒运动规律

根据牛顿第二定律,建立了惯性沉降分离室内包含多因素的籽粒运动微分方程式。利用拉格朗日法的离散相模型对惯性沉降分离室内籽粒运动进行了数值计算,得到了籽粒在惯性沉降分离室内的运动轨迹,沉降、分离等运动规律,并通过数值计算得到分离室入口气流速度和籽粒初速度对分离室分离效率的影响规律。     

割前摘脱联合收获机惯性沉降分离室能耗研究

4ZTL-1800割前摘脱稻(麦)联合收获机采用惯性沉降分离室来实现谷物与气流的分离。目前对惯性沉降分离室内气体的流动特性、压力损失特性及其受结构参数的影响规律等研究还未见研究报道。为此,建立了惯性沉降分离室内气相守恒方程,在此基础上应用Fluent软件对分离室结构参数对其压力损失的影响规律进行了数值模拟计算,得到了结构参数对压力损失的影响规律。经实验验证表明,模拟值与试验值基本吻合,研究结果为进一步优化惯性沉降分离室的结构、减小体积和降低压力损失提供了理论依据。     

气吸式惯性沉降分离室的性能研究

对气吸式割前摘脱联合收获机惯性沉降分离室的压力损失和物料沉降分离效果进行了研究,结果表明:在主要结构参数中,分离室的后壁倾角必须为90°才能满足清选要求;分离室开度是影响压力损失的主要因素,但对物料分离效果没有影响;楔形隔板的沉降效果优于楔形加平板导流体.上述结论为该惯性沉降分离室的性能优化设计提供了依据.     

联合收获机惯性分离室工艺参数优化——基于改进BP神经网络

为了确定各因素对惯性分离室的性能的影响,以及寻找最优的参数组合,提出了一种新的BP神经网络的改进方法,对联合收割机惯性分离室的吸运系统压力损失的实验数据进行了拟合,并与二次回归模型方法进行比较。结果表明,改进的BP神经网络的拟合精度明显优于二次回归的拟合精度;同时,通过BP神经网络的优化方法求取了4个参数的最优组合值,为惯性分离室的性能研究提供了一种新的方法。     

圆锥形风机清选室气流场数值模拟与试验

针对横置轴流联合收获机圆柱形风机产生的气流场不能解决脱出混合物在振动筛筛面堆集的问题,设计了圆锥形风机,阐述了圆锥形风机利用横向风优化脱出物筛面分布来改善清选质量的工作原理。根据清选室实际结构和尺寸建立了三维模型,利用CFDesign软件对无物料状态下圆柱形风机与不同锥度圆锥形风机作用下清选室气流场进行了数值模拟。利用布点法对不同类型风机作用下清选室气流场风速进行了测量,并通过物料分布对比试验和田间试验,验证了圆锥形风机的工作性能。结果表明:圆锥形风机作用下,清选室内产生明显的沿振动筛筛宽方向指向排草口一侧的横向风,当圆锥形风机锥度为3. 5°时,清选室气流场风速分布情况较为理想,在振动筛入口一角(下落物料最多的部位)产生的横向风速达到2. 68 m/s;与圆柱形风机相比,圆锥形风机作用下脱出物堆集中心点部位物料质量减少27. 66%,主下落区脱出物质量占脱出物总质量的比值降低10. 53个百分点,可使脱出混合物在筛分前得到预均布处理。圆锥形风机作用下,联合收获机损失率、含杂率和破碎率明显优于行业标准规定值,且与圆柱形风机相比,含杂率指标得到显著改善。     

气流辅助防飘移流场三维数值模拟

采用离散相模型、标准k-ε湍流模型与Couple算法,应用计算流体力学软件Ansys Fluent,对气流辅助喷雾流场进行了三维数值模拟.研究气流辅助的防飘移机理,分析不同条件气流辅助喷雾对雾滴飘移的影响.计算结果表明:气流辅助通过改变自然气流运动方向,胁迫雾滴运动,可以明显减少雾滴的飘移量;风量越大,产生的飘移越小;气流方向与垂直方向成30.时,产生的雾滴飘移率最小;喷头越接近辅助气流,产生的飘移越小.自然风速小于5m/s时,辅助气流能够有效地防止雾滴飘移;自然风速大于5m/s时,雾滴飘移率大于40％.     

基于CFD-DEM的收获机分离室内谷物运动模拟与试验

采用计算流体力学与离散元耦合的方法对割前摘脱稻麦联合收获机惯性分离室内谷物的运动进行数值模拟。仿真结果表明:籽粒和短茎秆在气流作用下能够实现分离,分离室入口气体速度增加,有助于提高分离室初清选谷物的性能,但入口气体速度增加使得分离室后部气体湍流现象加重,且能耗也随之增加;不饱满籽粒能在分离室内实现沉降。对仿真结果进行了试验验证,结果表明利用CFD-DEM对分离室内谷物运动进行数值模拟是可行的。     

水泵站前池三维流动计算和试验

为消除水泵站前池的水流在扩散过程中产生的回流、游涡，提出了在前池中设置多组底坎的措施。对设置底坎前后的复杂流动进行三维紊流数值模拟计算，并通过水力模型试验加以验证。计算结果和试验结果十分吻合，有效地消除了回流和旋涡，流态显著改善。     

液压自由活塞柴油机缸内气体流动数值仿真

基于所研制的单活塞式液压自由活塞柴油机原理样机,对缸内气体流动规律进行了数值仿真。研究结果表明,缸内气流运动规律受活塞运动规律的影响,与传统内燃机相比,HFPDE缸内气流运动规律如下:压缩冲程初始阶段,由于活塞运动速度较小,缸内平均气体速度较小;压缩冲程后期,活塞在上止点附近运动速度增大,缸内气体加速径向流出燃烧室,平均径向速度增大,挤流效果增强;膨胀冲程早期,活塞较大的运动速度使得平均径向速度大幅增大,逆挤流效果也明显增强;上止点附近挤流和逆挤流受活塞瞬时速度影响,随着相同活塞位置所对应的活塞运动速度的增大,平均径向速度增大,挤流和逆挤流效果增强。     

灯泡贯流泵装置的三维流动数值模拟

为了配合南水北调东线工程淮阴三站灯泡贯流泵装置的优化水力设计研究工作,对该站前、后置灯泡贯流泵装置内部流动的数值计算方法进行了初步研究;参照该站初步设计阶段初步拟定的机组结构形式,建立了前置灯泡和后置灯泡贯流泵装置几何型体数学模型;分别对两种装置内部的流动进行三维湍流数值模拟,得到了前置灯泡和后置灯泡贯流泵装置的内、外水力特性;讨论了两种灯泡贯流泵装置进、出水流态的主要特征.计算结果表明：采用数值计算的方法研究灯泡贯流泵装置内部的三维流动及贯流泵装置的水力性能是可行的;淮阴三站前置灯泡和后置灯泡贯流泵装置初步设计方案的能量性能尚不能满足南水北调工程的要求,需通过进一步的优化计算,争取实现可能的最高装置效率.     

半喂入联合收获机同轴差速脱粒滚筒设计与试验

针对半喂入联合收获机收获超级稻和难脱粒的粳稻时脱粒不净引起损失的问题,设计了半喂入同轴差速脱粒滚筒,并与单速脱粒滚筒进行了脱粒对比试验,对各种脱出物料的实测数据用Matlab软件建立了3D图像及其数学模型。结果表明：差速滚筒未脱净籽粒约0.06%,比单速滚筒降低61.25%;3D图像显示差速脱粒的各种脱出物料在筛面上分布比单速脱粒均匀。半喂入同轴差速脱粒装置集高、低转速对脱粒性能的有利作用于一体,能较好解决半喂入联合收获机收获超级稻和粳稻时脱粒不净引起的损失,并使损失率、破碎率和含杂率等性能指标都达到较优水平。     

太阳能干燥室内部气流场分布CFD数值模拟

为研究太阳能干燥室内气流场分布和构建气流运动模型,基于计算流体动力学(CFD)技术,运用标准k-ε模型对给定的不同气流速度对干燥室内气流分布的影响进行数值模拟.结果表明,与气流速度2 m/s和10 m/s相比,气流速度为6 m/s时干燥室内的速度分布满足要求,且气流分布更为均匀.     

基于视景仿真的联合收获机虚拟试验技术

在对轮式联合收获机作业过程中所受驱动力、行驶阻力以及作业阻力理论分析的基础上,建立轮胎模型、路面模型以及作业过程受力模型,并进行数值仿真,获得整机运动姿态曲线。基于视景仿真驱动平台,建立包括农田、道路、树木、草地等地表环境的逼真虚拟场景,并导入合理简化后的联合收获机整机视景仿真模型,利用Vega API编程接口实现整机在虚拟场景中的运动姿态交互控制,使视景仿真结果更符合实际,为研究联合收获机交互式集成虚拟试验平台打下基础。     

小型甘蔗联合收获机虚拟样机的仿真

采用计算机可视化虚拟设计方法，对小型甘蔗联合收获机虚拟样机的关键部件进行了装配仿真和运动仿真研究。阐明了基于I－DEAS软件虚拟样机仿真的设计思路及其关键技术，求解出各运动部件的运动参数进行了动态干涉检查，得到最适合实际情况的设计参数。该方法可降低设计成本，缩短产品开发周期。     

联合收获机数字化建模与关键部件仿真

采用基于特征的参数化造型技术建立了联合收获机的零部件数字化实体造型,并对联合收获机进行了虚拟装配,得到了联合收获机的数字化整机模型,对联合收获机的振动筛进行了动态仿真,分析了振动筛关键点的运动参数曲线,结果表明振动筛符合设计要求,有利于籽粒的分离。     

基于虚拟样机技术的联合收获机切割机构的仿真

对联合收获机的割刀进行了运动分析,在理论分析的基础上利用ADAMS软件建立了联合收获机切割机构的模型,对割刀的运动进行了仿真.仿真分析表明,割刀的位移、速度和加速度均为简谐运动,在行程的中点,割刀的速度最大,加速度最小,割刀的速度与位移之间呈椭圆曲线变化,加速度与位移之间是线性关系.仿真结果与理论分析相一致,符合设计要求,同时也为确定合理的割刀运动参数打下了基础.     

联合收获机驾驶室人机界面布局优先序研究

为了实现联合收获机驾驶室人机界面的优化设计,以自走式谷物联合收获机为研究对象,从人机工程学角度分析了驾驶室人机界面的元件构成,在调查分析基础上,采用改进的TOPSIS法对人机界面各元件的重要程度进行了分析和排序.根据各元件的优先序进行布局,即将优先序排在同类元件中最前的元件布置在驾驶员最容易伸及或看到的区域,其他元件根据优先序依次布置在次级可伸及区域和可见区域,从而保证驾驶员操作和观察的方便性和舒适性.