耕作部件耦合仿生表面结构制备方法

针对农业机械耕作部件既要提高耐磨性又要保证强度的问题,提出了一种通过构建仿生表面结构和控制工艺来设计结构/材料二元耦合仿生表面结构的方法。采用球墨铸铁制备具有仿生表面结构的耕作部件使仿生表面由高硬度白口铁构成,从而兼顾部件的耐磨性和机械性能。试验结果表明,在铸造过程中,单纯通过仿生表面结构或局部设置小型冷铁的方法,部件仿生表面结构局部均未能形成白口铁组织,而上述两种方法的结合运用,可实现仿生表面结构的白口化。分析表明,仿生表面结构可限制熔体流动,设置冷铁可提高局部过冷度,两者结合可实现耦合仿生设计。显微硬度和划痕试验表明,耦合仿生表面结构具有较高的局部硬度,相比于芯部基体,其显微硬度值平均提高了35.71%,而形成相同宽度的划痕时,其所需载荷是芯部基体的1.16倍。水润湿性试验表明,耦合仿生表面结构与芯部基体水润湿性也存在一定的差异,相比于芯部基体,其接触角增大了14.91%。此方法适用于生成具有耐磨性能且高强度的耕作部件,在保证部件机械性能的同时,可提高耐磨性和降低土壤粘附。     

植烟沙壤土与触土部件相互作用的离散元仿真参数标定

为获取南方地区植烟沙壤土离散元模型的精准接触参数,以福建植烟沙壤土为研究对象,构建准确的植烟沙壤土离散元模型。基于Hertz-Mindlin with JKR接触模型构建沙壤土堆积仿真试验,以堆积角为响应值,通过二水平因子试验、最陡爬坡试验和响应曲面试验,确定土壤基本接触参数。在此基础上通过土壤与触土部件相互作用的离散元仿真试验与土槽试验的对比分析,验证沙壤土仿真模型准确性。触土部件离散元仿真试验与土槽试验结果表明,触土部件所受扭矩仿真值与实测值曲线趋势大致相同,两者15个波峰平均值误差为9.45%,两者所受最大扭矩误差为11.48%,说明土壤模型准确可靠。构建准确的南方植烟沙壤土离散元模型,为该类型土壤与触土部件相互作用的动力学研究提供技术支持。     

汽车车身结构安全部件材料匹配优化设计

近年来我国经济水平不断提高,汽车也逐渐成为主要的交通工具之一,但是在节能减排的大环境下,汽车的尾气排放量和燃油量较大也是一个不容忽视的问题,已经引起了社会的广泛关注,要降低汽车燃油量,减少汽车自重较为关键,在国际上主要通过使用轻量化材料来达到这个目的,同时汽车制造企业还要兼顾汽车安全性能以满足用户需求。文章将就汽车车身结构安全部件材料匹配优化设计展开探讨。     

基于关节力传感器的并联六自由度机构标定方法

提出了一种基于关节力传感器的并联六自由度机构结构参数标定方法.从力学角度出发,通过测量并联六自由度机构各关节驱动力,利用并联六自由度机构自身的运动学和动力学模型构造相应的辨识模型,实现其结构参数的标定.通过标定仿真验证了该方法的实用性和有效性.     

农田耕整载荷六维力传感器结构优化与解耦研究

针对农田耕整载荷大、测量精度低等问题,在经典十字梁结构基础上,设计了一种辐梁式六维力传感器,可同时测量力和力矩,通过仿真方法对传感器结构进行了优化,确定了应变梁长、宽、高分别为9、10、6mm;分析了传感器结构在载荷下的应变能力,确定了应变片贴片位置。对传感器开展了静态标定试验,基于标定数据采用改进型XGBoost(Extreme gradient boosting)机器学习网络对力信号进行解耦,并与常规网络进行比对。试验结果表明,改进型XGBoost模型在X、Y、Z方向力和力矩6种加载方式的测试集决定系数R2P分别达到0.9804、0.9418、0.9434、0.9868、0.9969、0.9822,预测效果较好,避免了陷入局部最优解。改进型XGBoost模型在六维加载力、力矩的R2P、测试集平均绝对误差（MAEP）均明显优于随机森林模型、传统多元线性回归,相较于传统多元线性回归方式,六维加载力、力矩的R2P分别提升22.57%、20.99%、23.32%、26.27%、26.05%、18.72%。基于机器学习的解耦算法可明显减少耦合误差的影响,提高传感器的测量精度, 为农机优化提供了技术支撑。     

联合收获机籽粒损失监测传感器性能标定试验

设计了由升降平台、升降驱动装置、给料装置、传感器安装平台等构成的籽粒损失监测传感器标定试验台;选取饱满小麦籽粒、不饱满小麦籽粒和不同长度茎秆等物料运用标定试验台对籽粒损失监测传感器在不同安装高度及不同安装角度情况下进行实验室内标定.室内试验表明,针对含水率不同的小麦样品籽粒损失监测传感器的测量误差能限制在4.8％以内;根据室内试验标定结果确定了籽粒损失监测传感器在监测夹带损失时的安装位置,田间试验表明,夹带损失最大监测误差为3.40％.     

农机载荷计算机辅助测试系统的研究

介绍了农机载荷计算机辅助测试系统的组成，软、硬件设计的特点及原理。     

日光温室载荷的模拟研究

通过日光温室载荷的分析,建立了载荷计算的力学模型,利用计算机模拟的方法,对各种形状的温室进行模拟分析,探讨了各种设计参数对温室结构性能的影响。     

柴油机润滑系统工作方式及主要部件结构特点

通过对柴油机润滑系统工作方式及主要部件结构特点的介绍,提高人们对柴油机润滑系统的认识,以提高柴油机使用与维修的质量。     

黏土与松土部件互作的离散元仿真标定与试验

为了提高白萝卜收获机关键部件松土铲的离散元仿真结果与实际情况的吻合度，利用台架实验和EDEM软件仿真相结合的方式，对黏壤土与松土铲之间接触的离散元仿真参数进行标定。以堆积角和滚动距离作为响应值，通过四因素三水平正交组合试验，分别建立土壤与土壤、土壤与触土材料之间的回归模型，并对回归模型进行分析，得到土壤含水率为(21±0.1)%时模型参数的解最优，分别为：土壤与土壤之间JKR为8.884J/m²,恢复系数为0.275,静摩擦因数为0.504,滚动摩擦因数为0.038;土壤与接触材料之间的仿真参数JKR为6.975J/m²,恢复系数为0.428;静摩擦因数为0.054;滚动摩擦因数为0.054。为了验证离散元仿真模型参数最优解与实际情况的吻合度，开展了基于最优参数下的台架实验与仿真试验，结果表明：台架实验松土铲的黏土量与仿真的相对误差为5.70%,仿真结果与台架试验基本一致，验证了离散元仿真参数模型的可靠性。     

拖拉机作业负载工况数据采集试验

为了提升柴油机对农业作业工况的适应性,提高我国智能农业机械装备的技术水平,对拖拉机作业负载工况进行了研究。首先开展了农用拖拉机实机作业工况试验,获取了整机运行的原始数据;其次,划分了作业片段,构建了农用拖拉机作业典型工况。     

负荷试验在大功率轮式拖拉机传动系试验中的应用

介绍了拖拉机传动系负荷试验在国内外行业中的应用现状,并对我公司开发的大功率轮式拖拉机传动系负荷试验台进行阐述,为轮式拖拉机传动系负荷试验台的设计、应用提供了一种新的模式。     

电封闭加载磨合试验台的研究

电封闭加载磨合试验台可高效地对拖拉机传动系进行加载磨合试验,提高产品的工艺装配质量;并且试验台采用直流电封闭回馈系统,对加载能量回收,节能环保。该系统满足拖拉机负荷试验的要求,且同步实现数据的采集、处理、保存等功能,具有很高的测量精度和效率,操作简单,具有良好的扩展性,是拖拉机传动系加载磨合的理想检测试验设备。     

履带拖拉机负荷试验台的研究

介绍了基于RS-232接口的履带拖拉机负荷试验台测试系统,详细阐述了该系统的硬件组成和软件编程。该系统满足履带拖拉机负荷试验的要求,且同步实现数据的采集、保存。具有很高的测量精度和效率,且操作简单,具有良好的扩展性。     

车辆悬挂系统液压负载模拟器设计

为了验证各种车辆悬挂系统的性能,设计了车辆悬挂系统的负载模拟器以及控制系统。建立了数学模型,并在LabVIEW软件平台上开发了基于虚拟仪器的模拟实验系统,该系统可以针对各种需要设计载荷谱并进行跟踪。实验证明该系统工作稳定,跟踪精度高,且具有很强的抗干扰能力。     

谐振式曲轴疲劳试验误差分析及载荷标定方法

建立了谐振式曲轴弯曲疲劳试验振动系统的数学模型,推导了动载荷的原型函数;结合试验观察的数据,分析了载荷标定的误差来源,着重对应变测量环节的误差进行了详细探讨并进一步推导了可用于标定拟合的动载荷原型函数的合理形式。据此函数形式,建立了标定拟合的数值算法。实践检验表明,这种改进的标定计算方法符合谐振加载的基本规律,适应性强,标定精度高,优于其他拟合方法。     

近红外光谱分析中定标集样品挑选方法研究

介绍了目前常见的几种定标集样品挑选方法：含量梯度法、Duplex法和Kennard-Stone法,并提出了新的挑选方法：GN距离法.该方法以全局距离来界定定标集样品范围,以邻域距离来剔除相似样品,根据不同的全局和邻域距离组合挑选出定标集样品建模,根据计算所得最小交叉验证误差SECV来确定最合理的定标集样品.通过实例,讨论比较了上述4种方法优缺点.结果表明：GN距离法能够在保持原始样品集覆盖范围的基础上,适量剔除异常样品,GN距离法挑选出的定标集所建模型具有较低的模型复杂度、较高的相关系数和较好的模型预测能力.     

旋转耕作部件性能测试试验台设计与应用

针对现有室内土槽测控方式落后、旋耕刀辊更换不便,以及田间试验的土壤环境因素不可控等问题,提出了一种用于旋转耕作部件性能测试的专用智能化测试试验台,阐述了其设计原理及测控方式。试验台由测试台车及轨道系统构成,测试台车集旋耕、土壤平整、土壤压实、耕深调节功能于一体,功能相对独立,能够实现刀辊快速更换;轨道系统由多段拼装而成,长度可扩展,高度可调节,位置可移动。测试台车行走、旋耕作业及耕作深度调节均采用电力拖动方式;控制系统以PLC为核心,借助无线射频LoRa通信控制技术,实现无线控制输入;通过调试,测试台车可实现0~1.17 m/s前进速度、0~340 r/min旋耕转速及0~30 cm耕作深度的稳定无级调节。测试系统集前进速度、刀辊扭矩、刀辊转速、刀辊功耗等多参数测试于一体,通道可扩展,同时采用无线数据传输方式,传感器数据与计算机之间采用无线连接。应用该试验台开展了旋耕刀辊功耗试验,以前进速度、刀辊转速及耕作深度为因素,以功耗为指标,对普通旋耕刀辊开展了三元二次旋转正交组合试验;以螺旋横刀刀宽、安装角为因素,以功耗为指标,对组合旋耕刀辊进行了试验。试验表明,所设计的旋转耕作部件性能测试试验台满足多因素多水平的测试需求,验证了该试验台对不同旋转耕作部件的良好适应性。     

三环减速器实际接触齿数及载荷分配的研究

在考虑内啮合齿轮副内外齿廓理论间隙、制造误差及轮齿弹性变形的基础上,建立了三环减速器实际接触地数及各齿间载荷分配的理论分析模型,计算出在额定载荷工况下的实际接触齿对数及各齿上的载荷分配,并利用应变测试方法进行了相应的实验研究,验证了理论分析计算的结果,为三环减速器承载能力的估算、齿轮几何参数的确定及零部件的强度分析计算提供了理论依据。     

混合模式下的农业机械载荷谱数据管理系

以拖拉机、联合收获机等典型农业机械载荷谱数据库建设工作为背景,基于B/S与C/S混合模式,利用.NET技术体系设计与实现载荷谱数据库信息管理系统.针对实际情况和工程应用的具体需求制定了系统的总体方案,设计了系统的结构模型,最后完成系统具体模块的开发调试.系统可实现载荷谱数据现代化管理、增加信息沟通渠道、提高结构疲劳寿命研究工作的效率.