基于电学特性的库尔勒香梨静压损伤程度量化研究

静压是库尔勒香梨损伤中的一个重要形式,但对库尔勒香梨静压损伤程度的量化需亟待解决。为此,以库尔勒香梨为试验材料,对不同采摘期的库尔勒香梨进行静压损伤试验,依据电学特性测量库尔勒香梨静压后的电学参数,探究不同采摘时间变形量与损伤面积的关系,构建不同成熟度下库尔勒香梨电学参数值与损伤面积的数学模型,提出了一种基于电学特性的损伤程度量化评价方法。结果表明:在同一压缩变形量下库尔勒香梨成熟度越高,电学参数变化越显著,其损伤面积也越大。库尔勒香梨的电学参数变化值可表征其损伤面积,库尔勒香梨的损伤程度可由其损伤面积来表征,且库尔勒香梨电学参数变化值与损伤面积之间关系的数学方程均符合y=ax~2+bx+c模型。该模型可以实现不同成熟度下库尔勒香梨损伤程度的量化,为库尔勒香梨损伤程度的快速测量提供理论指导。     

猕猴桃贮藏期电参数和生理参数的变化

以室温(20℃)贮藏的"秦美"猕猴桃为研究材料,在贮藏期间获取果实复阻抗、并联等效电容和阻抗相角值的同时,同步测定果实硬度等12个生理参数。结果表明,猕猴桃复阻抗在贮藏末期显著下降,并联等效电容在贮藏末期显著上升。随着贮藏时间的延长,果实的硬度、可滴定酸质量浓度都呈下降趋势,可溶性固形物含量、相对电导率呈上升趋势,淀粉、纤维素质量比的减小与果实硬度的下降呈正相关。在特征频率0.1 kHz下,复阻抗可量化硬度等8个生理参数,阻抗相角可量化5个生理参数,在特征频率1 MHz和1.58 MHz频率下,并联等效电容可量化6个生理参数。     

成熟期基库尔勒香梨电学特性研究

为探讨库尔勒香梨成熟期间电学特性的变化规律,以整个成熟期间的库尔勒香梨为研究对象,研究了测试频率、测试电压和采摘时间对整个成熟期的香梨电学参数的影响规律,并对电学参数的变化进行了分析。用Excel软件和SAS软件处理数据,结果表明:在测量参数范围内,测试频率对香梨的电感、电容、损耗角正切值等参数影响显著,采摘时间对电感和电容影响显著,且在测试频率≤10kHz时,随着香梨的采摘时间的延长,电感呈现逐渐增大的趋势,电容呈现逐渐减小的趋势。该研究结果可为基于电学特性的香梨成熟度检测提供参考依据。     

苹果糖度与其电学参数相关性试验研究

测定不同糖度下苹果的电学特性差异,推测糖度与其电学特性的相关性。结果表明:苹果的电阻Rp值、介质损耗因数D值与糖度值具有一定的相关性,可以作为糖度比较的参考值;随着苹果糖度增大,其电阻Rp值减小,而其介质损耗因数D值增大。     

采后失水处理对葡萄电学特性的影响

为研究采后失水处理对葡萄贮藏过程中电学特性的影响,运用LCR电子测量仪测定了冷藏条件下红地球葡萄在0.1 kHz、1 kHz、10 kHz、100 kHz和1 MHz频率下的部分电学参数。结果表明,在同一贮藏时间,未失水处理和经失水处理的红地球葡萄复阻抗Z、电抗X、电感Lp和电阻Rp随着测试频率的增加逐渐减小,电纳B逐渐增加;损耗角正切值tanδ、相对介电常数ξ’和复阻抗相角θ在0.1～100 kHz频率范围内随着频率增加逐渐减小,到1 MHz时又有所增加。在0～45 d贮藏期内,随着果实的衰老,采后失水处理使葡萄保持了较高的Z、Lp、X和Rp以及较低的ξ’和θ,对保持果实品质更为有效。     

基于损耗模型的永磁同步电机高效控制参数敏感性分析

针对分析参数变化对电机损耗效率的影响建立了永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor)损耗模型,推导出电机损耗最小的最优定子电流。然后,分析铁损电阻、铜损电阻以及磁链变化对损耗精度的影响。结果表明,当铁损电阻变为原来的1.2倍时,总损耗效率增加1.0%;当铜损电阻变为原来1.5倍时,总损耗效率下降28%;当磁链变为原来的1.4倍时,总损耗效率下降1.4%。通过电机损耗的参数敏感性分析,为基于模型的电机高效率控制提供了重要参考。     

库尔勒香梨物理及压缩特性试验研究

为确定库尔勒香梨智能化采收参数,减小香梨在采摘过程中的机械损伤以及为香梨采摘机器人末端执行器的设计提供理论依据,试验测定获取香梨果实的物理参数,通过对香梨进行静态压缩试验、抗压特性试验、单因素试验及正交试验测得香梨的压缩特性参数。研究结果表明:香梨果实一般纵径大于横径,果型指数为1.12,质量约为119.42 g,香梨果实与硅胶材料之间摩擦系数为1.1,香梨果实无损夹持力范围约为0.95～30 N;采用SPSS软件分析正交试验结果得知,对香梨压缩特性的影响的因素显著性水平依次为压缩量、加载位置、压头材料、压头类型、加载速率,其中加载速率对香梨的压缩特性的影响较其他因素显著性较低。     

100Hz～3.98MHz下苹果虎皮病果实电特性研究

为了研究富士苹果虎皮病病果电特性的变化规律,探讨利用电特性参数的变化来反映苹果内部的物理化学变化,运用LCR型电子测量仪测定了100 Hz～3.98 MHz频率、(20±1)℃恒温条件下贮藏1、8、15、22和29 d的虎皮病果实复阻抗、电抗、电导、电容和介质损耗系数等电学参数.结果显示:在同一贮藏时间下,随着频率的增加,果实的复阻抗、电抗值在减小,电导值则在增加;而电容和果实的介质损耗系数变化则没有规律性.统计分析显示,感病果实和正常果实电容值存在极显著差异(P<0.01).结果表明:电容值基本可以正确反映苹果的实际品质情况.     

100 Hz～3.98 MHz下苹果虎皮病果实电特性研究

为了研究富士苹果虎皮病病果电特性的变化规律,探讨利用电特性参数的变化来反映苹果内部的物理化学变化,运用LCR型电子测量仪测定了100Hz～3.98MHz频率、（20±1）℃恒温条件下贮藏1、8、15、22和29d的虎皮病果实复阻抗、电抗、电导、电容和介质损耗系数等电学参数。结果显示：在同一贮藏时间下,随着频率的增加,果实的复阻抗、电抗值在减小,电导值则在增加;而电容和果实的介质损耗系数变化则没有规律性。统计分析显示,感病果实和正常果实电容值村在极显著差异（P＜0.01)。结果表明：电容值基本可以正确反映苹果的实际品质情况。     

基于ADAMS的甜菜收获机自动对行探测机构仿真

设计了土下果实收获机械自动对行机构。应用UG建立了自动对行机构三维模型,并将其导入机械系统动力学仿真软件ADAMS中构建了虚拟样机模型。通过设置模型参数,添加约束和驱动,以甜菜为收获对象,实现了在ADAMS/View环境下自动对行的运动仿真。以自动对行机构复位弹簧的刚度、预紧力和作业前进速度为影响因素,以角度传感器获得的角速度为目标函数表征自动对行灵敏度及漏挖率,对影响自动对行的参数进行了虚拟正交试验研究,并进行了田间验证试验。结果表明,复位弹簧刚度的影响不显著,当复位弹簧预紧力为200 N、作业前进速度为1.5 m/s时,漏挖损失率最小。     

成熟期库尔勒香梨理化指标变化规律及相关性研究

为了研究库尔勒香梨成熟过程中理化指标的变化规律,探求成熟期库尔勒香梨主要理化指标间的相关性,以成熟期库尔勒香梨为研究对象,研究库尔勒香梨果实硬度、叶绿素含量、SSC(可溶性固形物含量)和维生素C含量的变化规律;采用相关分析和回归分析的方法,应用Spss软件和Excel软件对指标均值以及各指标间相关性进行了分析,并对试验结果进行了实验验证。研究结果表明:在成熟期内,库尔勒香梨果实理化参数变化范围分别为:硬度4.23~7.99 kg/cm2、叶绿素3.17~6.54 mg/100 g、SSC11.54%~15.41%、维生素C 1.9~4.2 mg/1 0 0 g;随着成熟的深入,果实硬度逐渐降低、叶绿素含量逐渐减少、SSC逐渐增加、维生素C含量逐渐增加;各指标均值在0.01水平上显著相关。回归分析过程中选取最优的拟合方式,并建立相应的数学模型,果实硬度和SSC与叶绿素含量和维生素C含量间决定系数均大于0.95,验证试验预测值与测量值误差小于3.2 1%,在库尔勒香梨成熟过程中可应用果实硬度和SSC对叶绿素和维生素C含量进行预测。研究结果能够为库尔勒香梨成熟度评价和分级提供参考。     

猕猴桃电特性与生理特性关系研究

为了研究室温(20℃)贮藏下"秦美"猕猴桃电参数与生理参数的相关性,探讨用电特性无损检测生理特性的可行性,用SPSS软件对果实复阻抗等6个电参数和果实硬度等12个生理参数之间进行了相关性分析。结果显示,复阻抗和电容在特征频率下能量化的生理参数多,其中复阻抗能量化硬度等8个生理参数,电容能量化7个生理参数,而电感不能量化任何一个生理参数。阻抗相角量化可滴定酸含量、相对电导率、淀粉含量和纤维素含量的可靠性高。除了淀粉酶活性、PE活性、PG活性、Cx活性之外,其余生理参数都可在特征频率下用敏感电参数来量化。     

基于ANSYS的汽车钢板弹簧非线性有限元分析

钢板弹簧以结构简单、工作可靠、价格低廉等优点广泛应用于汽车上。其工作过程中的大变形、摩擦、叶片间接触等非线性因素为设计提供了重要参考。通过ANSYS有限元分析软件对汽车钢板弹簧建立了不同摩擦因数的有限元模型,分别对各个有限元模型施加了载荷。载荷的施加分为两步,第一步为预紧力载荷,第二步为工作压力载荷。根据计算出的有限元模型位移云图和等效应力云图,分析了不同摩擦因数对钢板弹簧等效应力和位移响应的影响,为钢板弹簧的设计提供了参考。     

滴灌湿润比对成龄库尔勒香梨树根系分布的影响

在充分灌溉条件下采用3种滴灌湿润比(20%、40%、60%).以漫灌为对照.研究库尔勒成龄香梨吸水根(根直径≤1 mm)在0～70 cm土层内分布的变化,探讨滴灌湿润比对根系分布的影响.结果表明,漫灌成龄库尔勒香梨树吸水根水平方向上在距树体1～2 m内从树行由内向外呈递增趋势;垂直方向上根系随深度呈递增趋势.滴灌对成龄...     

数值仿真在泵阀参数优化中的应用

采用RNGk—ε湍流模型、动网格技术以及用户自定义程序,对往复泵泵阀的启闭过程进行了非定常数值仿真,得出了不同弹簧因素下、阀门从开启到关闭的过程中,阀芯的升程随时间的变化规律、阀的迟滞关闭时间以及阀芯落座的瞬时速度．仿真结果表明,在同时保证阀芯有较大的开启度和较短的滞后关闭时间时,弹簧刚度和预紧力因素之间存在着最佳组合：k=10N／cm,f=15N;同等地改变预紧力比改变弹簧刚度,对阀门的运动影响更大．设计了往复泵泵阀试验台;通过对往复泵进行性能测试,对不同弹簧预紧力下阀门升程进行了测定,验证了仿真结果的合理性．该仿真方法对往复泵泵阀参数优化具有一定的借鉴意义．     

电极环直径的射流喷雾感应荷电效果试验

为研究感应荷电状态下环形电极的直径对雾滴荷电性能的影响,使用流量为4.92 m l/s的标准喷头,在相同的喷雾压力和液体介质的条件下,采用5种不同尺寸的电极直径和不同的安装位置,进行射流荷电喷雾,用网状目标法收集并测量群体雾滴的电流和质量,用荷质比评价感应荷电性能,通过分析荷电试验过程中的荷电电压和电极环直径对荷电量的影响,显示荷电过程中荷质比与荷电电压存在显著的正比关系,且随电极环径的不同而异;同时荷质比与电极直径间也存在显著线性相关.进一步分析了荷质比随电极尺寸改变的变化率,建立电极环径系数计算公式,为电极的结构设计、参数优化、荷质比定量计算和分析评价提供科学依据.     

预紧力对装配体各零件的结构影响分析

【目的】针对深耕机中紧固件、连接件的疲劳损坏现象,需提高紧固件质量和性能。【方法】课题组以螺栓及其他连接件为研究对象,应用SolidWorks建立三维模型,应用有限元分析法、接触理论、静力学理论对螺栓及连接件的力学性能进行分析和研究。【结果】在螺栓的预紧力作用下,载荷对称和结构对称的零件,其总变形、等效应力、等效应变也是对称的;当螺栓存在预紧力,螺栓的变形、等效应力和等效应变是不对称的;在固定零件时,连接支腿的应力最大值集中在结构突变处。【结论】该研究为农业机械的紧固件的设计、选用和维护等提供了理论依据。     

库尔勒香梨不同膨压水平下的动态粘弹特性

对经过不同浓度蔗糖溶液渗透处理后具有高、低和正常3种膨压水平的库尔勒香梨果肉进行振荡剪切试验和蠕变试验,以考察膨压水平对香梨果肉组织粘弹特性的影响.结果表明,不同膨压香梨果肉在各频域内的储能模量(G')均远大于损耗模量(G"),且变化都不受频率影响,但均随膨压提高呈增大趋势.同时,不同膨压香梨果肉的蠕变响应可采用六元件广义Kelvin-Voigt模型精确拟合,模型中的瞬时弹性柔量(J0)、延迟弹性柔量(J1和J2)和稳态粘性柔量(1/η0)均随着膨压下降而增大.果肉组织扫描电镜观察表明,各粘弹参数(G"、G'、J0、J1、J2、1/η0)的显著变化与膨压调控引起的细胞结构和胞间隙变化有直接关系.     

库尔勒香梨不同膨压水平下的动态粘弹特性

对经过不同浓度蔗糖溶液渗透处理后具有高、低和正常3种膨压水平的库尔勒香梨果肉进行振荡剪切试验和蠕变试验,以考察膨压水平对香梨果肉组织粘弹特性的影响。结果表明,不同膨压香梨果肉在各频域内的储能模量（G′）均远大于损耗模量（G″）,且变化都不受频率影响,但均随膨压提高呈增大趋势。同时,不同膨压香梨果肉的蠕变响应可采用六元件广义Kelvin-Voigt模型精确拟合,模型中的瞬时弹性柔量（J0）、延迟弹性柔量（J1和J2）和稳态粘性柔量（1/η0）均随着膨压下降而增大。果肉组织扫描电镜观察表明,各粘弹参数（G″、G′、J0、J1、J2、1/η0）的显著变化与膨压调控引起的细胞结构和胞间隙变化有直接关系。     

双指型农业机器人抓取球形果蔬的控制器设计

现阶段针对苹果、番茄这类球形果蔬设计的采摘机器人末端执行器大多采用相似的双指结构,但是这类采摘机器人的抓取控制方法均是一对一的研究,研发成本偏高且产品不具有通用性。阻抗控制是常用的柔顺控制方法,能够将果蔬的受力—形变等效为环境导纳模型,不同的果蔬对应不同的导纳模型,但是基本的阻抗控制框架是一致的。因此,本文分别选取偏软和偏硬的两种球形果实,通过压缩试验模拟抓取过程,得到果实受力及形变数据,并以此计算得到果实等效刚度。接着,使用BP神经网络分别对原始数据进行训练及验证,得到各层权值。然后在Simulink中建立环境导纳模型并根据不同的果实选择不同的权值,并完成阻抗控制系统的搭建。同时,根据环境导纳模型中的等效刚度估计值实现在线调整阻抗控制器刚度参数。最后通过Matlab进行仿真验证,结果表明改进后方法对于抓取苹果和番茄两种果实,期望力超调分别为2.2%和1.5%,位置控制器输出最终分别稳定在0.55 mm和4.02 mm范围内,可验证所提方法在理论上能够实现农业机器人的柔性抓取。