梳解法制备竹纤维的力学模型

通过研究梳解法制备竹纤维的原理,提出竹子梳解制纤中平均梳解力的概念;运用动力学方法,建立竹纤维平均梳解力与纤维长度、细度关系的计算模型.对模型进行分析和验证,结果表明:模型表述的平均梳解力、滚筒转速及滚筒梳针参数与竹纤维长度、细度的关系正确;运用模型计算竹纤维长度的结果与实验结果相吻合,此模型可用于梳解法制备竹纤维的长度、细度预测与计算.     

不同开纤方法对竹纤维性能的影响

为了制备性能优良的竹纤维,研究不同机械开纤方法对竹纤维可能造成的影响。文章分别采用碾压法、梳解法和挤压弯曲法开纤提取竹纤维,并测试了纤维分离度、纤维长度、纤维细度、纤维得率、纤维力学性能,分析了三种不同开纤方式对竹纤维性能造成的影响。结果表明:三种开纤方式均能较好的提取纤维,梳解法强力的分丝作用可有效降低纤维的分离度和细度,但也会增加纤维内部缺陷,明显降低纤维长度、得率和力学性能。挤压弯曲法和碾压法柔性的开纤方式使提取的纤维长度、得率和力学性能均优于梳解法。其中,挤压弯曲法制得的纤维长度略低于碾压法,但纤维分离度和细度略高于碾压法。     

花椒采收机设计与试验

为解决花椒收获过程中的摘净率低、损伤率高的问题,在现有结构基础上,基于梳刷摘果原理对采摘装置、传动装置等零部件进行设计和分析,确定了影响花椒采收机采摘效果的因素。利用ADAMS软件,以采摘装置梳刷滚筒转速、梳刷滚筒与喂入口间距、两梳刷滚筒间距为影响因素,以花椒果实未损伤摘净率为检测目标,进行响应面仿真分析试验。结果表明：梳刷滚筒转速对花椒果实未损伤摘净率影响极其显著,梳刷滚筒与喂入口间距、两梳刷滚筒间距影响比较显著。最优参数下,即梳刷滚筒转速531r/min、两梳刷滚筒间距70.6mm、梳刷滚筒与喂入口间距46.7mm时,花椒果实未损伤摘净率为96.6%。研究结果可为后续花椒采收机的研究提供参考。     

弓齿的梳迹分布研究

半喂入脱粒滚筒的脱粒原理是一个较复杂过程,现就均匀梳刷原理来分析其工作过程。 当滚筒以转速N(r/min)旋转一周,夹持输送禾层以速度V(m/s)移动一段距离(梳节)为C,那么以梳节C长度的禾层喂进滚筒,其运动轨迹面恰好覆盖了整个滚筒展开面     

玉米穗茎兼收割台切碎装置参数优化

针对玉米穗茎兼收割台的需求,设计了一种横置滚筒式茎秆切碎装置,并对其切碎性能及割台摘穗性能进行了试验研究。通过对切碎装置工作原理的分析,确定在拉茎速度与切碎滚筒转速比值一定的条件下,以机器作业速度、动刀切割前角、切碎滚筒转速为自变量,以玉米果穗损失率、籽粒破碎率、籽粒损失率、茎秆平均切段长度和几何标准差为试验指标,利用Box-Benhnken Design中心组合试验设计原理,进行了3因素3水平正交旋转组合田间试验,利用Design-Expert软件对试验结果进行了响应面分析和回归分析,得到试验指标与试验因素间的数学模型。试验结果表明：机器作业速度和切碎滚筒转速与5个试验指标有二次非线性关系,动刀切割前角仅与茎秆平均切段长度、几何标准差有二次非线性关系,因素的交互项中仅机器作业速度与切碎滚筒转速的交互项对籽粒破碎率、茎秆平均切段长度有显著影响。对切碎滚筒转速进行圆整,得到最优参数组合为：机器作业速度为1.35m/s,动刀切割前角为52°,切碎滚筒转速为1350r/min,此时果穗损失率为1.1%,籽粒破碎率为0.23%、籽粒损失率为0.74%、茎秆平均切段长度为30.73mm、几何标准差为1.28。与田间试验结果对比可知,回归模型有很好的可靠性。将最优组合试验结果与优化前的参数组合（机器作业速度为1.11m/s,动刀切割前角为53°,切碎滚筒转速为1657r/min）得到的结果进行比较可知：优化后较优化前果穗损失率降低0.4%,籽粒破碎率降低0.784%,籽粒损失率降低1.318%,茎秆平均切段长度缩短12.20mm,几何标准差减少0.34。优化后试验指标低于标准规定的指标值,满足设计要求。     

基于EDEM的滚筒烘丝过程物料运动行为研究

为揭示滚筒烘丝复杂系统的内在关系和规律,提升烘丝质量和物料利用率,提高企业生产过程质量控制水平,满足企业精细化生产需求,根据某卷烟厂烘丝生产线,建立滚筒烘丝设备模型、烟丝离散模型,并应用EDEM离散元仿真系统模拟计算滚筒内烟丝物料运动状态,分析不同典型工艺参数下烟丝在滚筒内的运动行为,得出烟丝物料行为的基本状态和规律。结果表明:EDEM仿真计算结果将密封滚筒内烟丝物料运动的“黑箱”过程“可视化”,将烟丝物料运动行为数字化表征;各物料颗粒的上抛高点、下落低点、水平移动距离有明显差异,但在滚筒内的总体运动轨迹呈周期性螺旋式向前运动;物料在滚筒中的运动行为主要有3种典型状态:持料上升运动、泻落运动、抛落运动。     

均匀梳刷原理的研究与试验

本文提出半喂入脱粒滚筒弓齿排列,应遵循均匀梳刷原理,亦即弓齿梳刷在禾层的痕迹应是均布的。本文深入分析了龙江-120型半喂入联合收割机改进设计前后的两种滚筒弓齿排列,由绘制出来的弓齿梳迹分布图,比较其弓齿梳迹的均匀性,再通过田间收割作业试验对比其脱粒性能。理论分析与试验表明,按均匀梳刷原理设计成48个弓齿的新滚筒,比原来60个弓齿的滚筒,弓齿数虽然减少了20％,但脱粒性能并没有削弱,初步显示了均匀梳刷原理的优越性。     

弓齿滚筒梳刷式大豆脱粒机的设计

根据弓齿梳刷脱粒原理提出一种弓齿滚筒梳刷式大豆脱粒机的设计方案。介绍该机的整体结构与工作过程,详细介绍脱粒滚筒、凹板筛、清选装置和传动系统等关键工作部件的设计,以期为大豆脱粒装置的进一步优化设计提供参考。     

滚筒板齿式三七种苗分离装置结构设计与试验

为实现三七种苗自动移栽前有效分离,设计了一种滚筒板齿式三七种苗分离装置,对关键结构参数进行了理论计算和分析,选取螺旋线数量、转子板齿长度、滚筒板齿长度和导向槽数量作为仿真试验因素,选取种苗分离变异系数和分离率为试验指标,利用EDEM离散元仿真软件分别进行单因素及正交仿真试验,确定最优结构参数组合为:螺旋线数量为4、转子板齿长度为70 mm、滚筒板齿长度为65 mm、导向槽数量为3,此时分离结构分苗性能最好,分离变异系数为17.37%,分离率为84.69%,破损率为7.5%;实际试验结果与仿真结果一致,符合三七种苗移栽农艺要求;该装置实现了三七种苗的有序、离散分离。     

油莎豆收获机双层滚筒筛式果杂分离装置设计与试验

针对油莎豆机械化收获过程中块茎(果)与土壤草团(杂质)分离不彻底导致收获损失率与含杂率较高的问题,设计了一种双层滚筒筛式果杂分离装置,通过理论分析确定了该装置的主要结构参数与工作参数。建立了分离装置-收获物料互作的EDEM-MBD耦合仿真模型,以双层滚筒筛转速、分离螺旋输送器转速、柔性齿段长度为试验因素,以块茎分离率和含杂率为试验指标,依据Box-Behnken试验原理开展三因素三水平仿真试验。对试验结果进行方差分析,建立了分离率、含杂率与各显著因素之间的回归模型,利用回归模型进行参数寻优,结果表明：当双层滚筒筛转速为24.9 r/min、分离螺旋输送器转速为148.5 r/min、柔性齿段长度为1 277.8 mm时,分离率最大,为96.23%,含杂率最小,为25.55%。田间验证试验结果表明：最优参数组合下的果杂分离装置平均分离率为93.19%,平均含杂率为26.65%,与回归模型寻优结果基本一致;果杂分离装置与清选装置联合使用时,分离率增加1.05个百分点,含杂率降低9.97个百分点,可满足油莎豆收获生产需求。     

竹材的力学性能及磨料磨损性能研究

对天然竹材的力学性能以及磨料磨损性能进行了研究。竹材的拉伸强度、弹性模量、断裂延伸率和冲击韧性均在一定的范围内随纤维含量的增加而提高,顺纹拉伸强度比横纹抗拉强度大2 9倍以上,弹性模量为横纹的1.2倍以上,断裂延伸率为横纹的1 3倍以上。顺纹拉伸和冲击断口有明显的纤维拔出特征;而横纹拉伸和冲击断口具有解理断裂特征,为典型的脆性断裂断口。竹纤维具有比基体高的耐磨性,磨损表面以微犁切和微开裂为主要损伤特征。竹材的耐磨性能随竹纤维含量的升高而提高。     

竹纤维复合材料性能影响因素的综合衡量

模糊理论应用领域很广泛，已在天气预报、图像识别、地质地震、交通运输、医疗诊断、信息控制及人工智能等诸研究领域有较好的应用。为此，给出了影响竹纤维复合材料性能因素的模糊数学综合评判模型；定量地论述了各因素对竹纤维复合材料性能的影响程度，为竹纤维复合材料研究提供了一种有效的研究方法。     

苎麻自动剥麻机的设计与试验

针对现有苎麻剥麻机操作强度高、工作安全性差、作业工效低,特别是多滚筒直喂剥麻机存在苎麻梢部和基部末端麻骨剥离不干净、剥麻滚筒易缠绕等问题,提出了集压、刮、打、夹和梳等多道剥麻工序于一体的苎麻自动剥麻机技术方案,并对苎麻自动剥麻机进行了设计与试验。该机不需人工反拉剥麻,可实现连续剥麻,解决了苎麻尾端剥麻不干净、剥麻滚筒缠绕、杂质含量高等问题。整机原麻生产率58 kg/h,鲜茎出麻率6.3%,原麻含杂率1.32%,达到二等苎麻纤维标准,可加工的苎麻茎秆长度≥800 mm（去叶）。      

Water use efficiency of narrow row cotton

Summary A field experiment was conducted on the west side of the San Joaquin Valley in California to determine water use, crop growth, yield and water use efficiency of Acala (SJ-2) cotton (Gossypium hirsutum L.) grown in 0.5 m spaced rows on a Panoche clay loam soil (Typic Torriorthents). Evapotranspiration was determined by water balance techniques utilizing neutron soil moisture measurements. All neutron measurements were made within a 3 m soil profile in 0.20 m increments. The measured evapotranspiration was compared to climatic estimates of potential evapotranspiration, and to calculations using a one-dimensional soil water balance model that separately computed soil water evaporation and plant transpiration. Crop growth was determined by weekly destructive plant sampling. Leaf area was determined along with dry matter components of leaves, stems, fruiting parts (flowers and squares) and bolls. Final yield was determined by machine harvesting (brush stripper) 720 m² from each plot. Lint yields and fiber quality were determined by sample ginning and fiber analysis at the U.S. Cotton Research Station at Shafter, California. Three irrigation regimes were established that resulted in an evapotranspiration range from a high deficit condition to full irrigation at the calculated atmospheric demand.The measured evapotranspiration of narrow row cotton under a full irrigation regime was 778 mm, 594 mm under a limited irrigation regime and 441 mm under a regime with no post-plant irrigation. The evapotranspiration from these irrigation treatments was accurately simulated by a water balance model. that used inputs of potential evapotranspiration, leaf area index, soil water holding capacity and root development.The average lint yield from narrow row cotton with a full irrigation regime was 1583 kg/ha, the average lint yield from a limited irrigation regime was 1423 kg/ha and the average lint yield from a treatment with no postplant irrigation (fully recharged soil profile at planting) was 601 kg/ha. The full irrigation regime resulted in a dry matter production of approximately 16 t/ha while the limited irrigated regime produce 11 t/ha and the no-postplant irrigation regime produced 7 t/ha of dry matter. The fiber quality results indicated significant (0.05 level) differences only in 50% span length and micronaire, with the 2.5% span length, uniformity index, elongation and strength indicating no difference.Cotton lint yield was found to be directly related to total evapotranspiration although the relationship was slightly non-linear while dry matter yield was found to be linearly related to evapotranspiration. Both lint and dry matter yield were found to have a linear relationship to estimated transpiration from the water balance model calculations.Contribution from the Unived States Department of Agriculture, Agricultural Research Service, Western Region and the University of California     

基于能量损失的斜盘式柱塞泵最小留缸长度计算方法

基于柱塞副能量损失分析,建立总效率损失的数学模型。基于总效率损失最小原则,提出最小留缸长度的数值计算方法。为保证柱塞相对运动时不会因摩擦自锁而卡死,提出柱塞与缸体滑动副的强度校核方法,以验证计算所得最小留缸长度的合理性。或依据柱塞与缸体滑动副强度校核方法,计算最小留缸长度以及对应的柱塞几何长度,在总效率损失最小的原则下,计算柱塞与缸体滑动副的最佳间隙。实例分析验证了该计算方法的正确性,并为某型工程机械用柱塞泵计算最小留缸长度为35 mm或40 mm,对应最佳间隙δ为0.012 mm或0.012 7 mm,理论计算总效率损失为0.3%。     

甘蔗尾茎力学特性试验

为获取甘蔗尾部茎秆的力学特性参数,利用精密型微控电子万能试验机对蔗尾生长点以下1~3节茎秆的拉伸、压缩力学性能进行试验。结果表明:蔗尾节位对抗拉、抗压强度的影响极其显著,抗拉、抗压强度由中部向尾部顶端生长点方向显著减小;蔗尾生长点以下1~3节抗拉强度平均值分别为1.44、2.87、4.72MPa,拉伸弹性模量平均值分别为22.02、27.60、37.09MPa。各节茎秆直径与抗拉强度呈二次函数负相关关系,随着直径的增大,抗拉强度减小。抗压强度平均值分别为4.04、5.22、6.66MPa;压缩弹性模量平均值分别为23.93、25.37、2 4.1 2 MPa;各节茎秆直径与最大压缩载荷之间呈幂函数正相关关系,随着直径的增大,最大压缩载荷增大。试验结果为甘蔗收获断尾机械的设计及建立数学模型进行动力学仿真提供了理论依据。     

基于响应面分析法的香蕉茎秆纤维刮杂装置优化设计

为了优化香蕉茎秆纤维提取机刮杂装置部件结构,提高纤维提取质量,以刮杂装置的刀辊速度、刀片间距、定刀弧长为影响因子,采用响应面优化设计方法,建立了影响因子与纤维提取率之间的数学模型,确定了较优的参数组合。试验表明:当香蕉纤维提取机刮杂装置影响因子的实际参数为刀辊转速1 200r/min、刀片间距1 1 0 mm、定刀弧长5 0 mm时,纤维提取率平均可达到9 2.6%,符合优化目标及生产要求。研究结果可为植物纤维提取装置的研发和应用提供理论依据和思路。     

纤维自密实水泥基补强材料黏结强度研究

研究了纤维长度、纤维掺量、纤维类型及硅粉对自密实水泥基补强材料黏结抗剪强度的影响。试验用纤维为：PP纤维和PVA纤维。PP纤维长度分别为：3、6、10、12mm。PVA纤维长度为6mm。纤维掺量为0.3、0.5、0.7kg/m3。试验结果表明：掺入3mm和6mm的PP纤维后,与基体材料相比黏结抗剪强度呈降低趋势。掺入10mm和12mm PP纤维后,与基体材料相比黏结抗剪强度呈增强趋势,掺入0.7kg/m3的长度为3mm和6mm的PP纤维后,28d黏结抗剪强度与基体材料相比,分别提高了8.2%和10.8%。相同长度、相同掺量时,掺入PVA纤维后,材料的黏结抗剪强度高于PP纤维。掺入硅粉可以提高补强材料的黏结抗剪强度,1、3、28d提高幅度分别为：28%、35%、27%。     

基于改进人工神经网络的植物叶面积测定

叶面积作为植物光合作用的重要指标,是研究作物及林木生产力的基础.采用L-M算法和贝叶斯规则相结合的网络训练模式,以毛竹叶面积为研究对象,综合优化其人工神经网络结构,构建最优的叶面积预测模型.研究结果显示,模型的最佳预测变量为叶片宽度和叶片长度变量组合,而增加叶片形状指数未提高叶面积预测模型精度;所建神经网络模型性能好、预测精度高,决定系数达0.992,平均相对预测误差为4.28％,可以准确估测毛竹叶面积.     

单轴散生竹地下根茎并行模拟仿真研究

针对竹林地下根茎模拟仿真计算强度高、数据量大,在算法实现中采用基于单路处理器、串行计算的构架难以满足性能要求的问题,提出一种基于网络机群的多节点并行模拟仿真实现机制,构建了单轴散生竹地下根茎并行模拟仿真平台,主要由建模节点、任务管理节点、图形节点和网络交换机组成。以SimRoot模型为基础建立单轴散生竹地下根茎生长模型,通过实验观察获取几何构型参数及生长参数。采用功能分解法对根茎生长建模计算进行任务分割,建立了相应的任务调度管理模式,设计了多节点并行生长建模机制。以金竹为例开展多节点并行仿真实验,实验结果表明基于网络机群的多节点并行模拟仿真在降低内存消耗、缩短仿真时间方面效果明显,对于较大规模的散生竹林地下根茎模拟仿真具有较好的适应性。