大型核桃树振动响应特性与落果试验研究

为确定大型核桃树的振动响应特性,探究大型果树机械化摇振采收方法,以南疆大型核桃树为研究对象,利用ANSYS进行有限元分析获取各分枝振动响应特性;应用自主研发摇振收获设备进行扫频试验及落果试验研究,对各主枝进行共振频率检测,通过各分枝上的传感器获取的频率-加速度幅值曲线,确定曲线峰值对应的共振频率;最后,进行摇振落果试验,对比各主枝在不同共振频率下的落果情况。结果表明：大型果树同一主枝及其上侧枝共振频率相同,各主枝共振频率在22～26 Hz之间;同一主枝上的各检测点加速度响应曲线整体呈现先增加后减小的趋势,距离激振位置越远,加速度响应幅值越大;在共振条件下收获,能够获得更高的落果率。为此,提出一种基于大型核桃树主枝共振频率的摇振采收方法,通过获取主枝处的共振频率,以各主枝共振频率进行多次摇振收获作业,实现共振条件下以较低激振能量获得最大振动响应收获,可有效提高收获效率和采净率。研究结果可为大型果树摇振采收方法提供理论基础。     

巴旦木收获机械的研究现状

目前国内巴旦木采收完全依靠人工,实现机械化采收对于提高巴旦木收获效率和促进种植效益具有重要意义。概述国内外巴旦木收获现状,详细介绍不同林果收获机械采用的方式及研究情况,以期为巴旦木机械化收获今后的研究提供参考。     

人参机械化收获设备的研究

截止2015年,吉林省人参种植面积近5000公顷,年增长速度达20%;鲜参总产量1.8万吨,产值43亿元。随着种植规模的不断扩大,低效率、高成本的手工收获方式已越来越无法满足人参种植产业发展的需要。参农们迫切要求使用人参收获机械来降低劳动强度,提高收获效率,保证人参的及时收获,减少漏摘率和破损率。人参的机械化收获程度过低,已成为限制人参产业向规范化、规模化和优质高效方向发展的主要障碍之一。     

拖拉机驾驶室的声振特性研究

应用ANSYS有限元分析软件建立了某拖拉机驾驶室结构的有限元模型;对该模型进行模态和振动特性分析,并通过试验分析了该模型的声振特性;针对模型的试验结果对驾驶室内噪声的控制方法进行了讨论。     

甘薯秧蔓收获特性试验装置研究

针对甘薯秧蔓收获过程中输送通道堵塞、功耗大、作业参数采集难等问题,研究设计了在不同喂入速度、夹持输送速度和切割速度下甘薯秧蔓收获特性试验装置。试验装置由喂入装置、割台装置和控制系统组成,喂入速度、夹持输送速度和切割速度可调整。以秧蔓收净率、切割力和切割扭矩为目标值,对喂入速度、夹持输送速比和切割速度等影响因素进行了中心组合试验和验证试验。建立了响应面数学模型,分析了各因素对作业性能的影响,同时,对影响因素进行了综合优化。试验结果表明：收净率影响显著性主次顺序为夹持输送速比、喂入速度、切割速度,切割力和切割扭矩影响显著性主次顺序为切割速度、夹持输送速比、喂入速度;其最优工作参数组合为喂入速度0.55m/s、夹持输送速比1.48、切割速度1.50m/s时,收净率为91.0%、切割力为152.89N、切割扭矩为5.87N·m,验证试验表明实测值与理论优化值误差小于5%。     

收获后花生植株力学特性研究

花生植株力学特性对挖掘、去土、输送和放铺等环节有重要影响.为提高花生收获机的生产率,以3种辽西地区主栽花生品种为对象,应用万能材料试验机研究含水率对花生收获后植株力学特性的影响规律.试验结果表明:在相同的含水率下收获摘果时,柄果接点更易断裂;花生品种对秧柄接点及柄果接点的拉力均影响显著.     

基于挖拔收获的胡萝卜几何参数及力学特性试验研究

为了获得胡萝卜收获装备基础设计依据,以山东胡萝卜主产区常见品种为研究对象,试验研究了与挖拔组合式联合收获机互作特性相关的胡萝卜的植株几何参数、田间拔起力学特性和茎叶抗拉强度.试验结果表明:胡萝卜茎叶高度在490～680mm之间,其根部入土深度区间为139～256mm,裸露土上根长0～27mm,根顶直径36～67mm;在...     

滴灌和畦灌的幼龄核桃树根系空间分布特性研究

采用分层分段挖掘法和扫描分析法对干旱区滴灌和畦灌方式下核桃树根系总根长、有效根系的空间分布规律进行了研究。研究结果表明:1在水平方向上滴灌和畦灌核桃树根系主要分布在0~120cm范围内,滴灌占总根系分布的90.1%,畦灌占总根系分布的89.2%;在垂直方向上滴灌核桃树根系主要分布在0~90cm范围内,占总根系分布的90.6%,畦灌核桃树根系主要分布在0~120cm范围内,占总根系分布的85.7%。2畦灌核桃树有效根系在水平方向上随距离增加而递减的规律分布,在垂直深度分布上呈现出先随深度的增加而增加,在深度为110cm左右处出现峰值之后又随深度增加而减小的规律。滴灌有效吸水根根长在水平距离70cm和垂直深度70cm处为分布密集区。在距离树干水平距离70cm和垂直深度70cm附近的根区,应作为核桃树水肥管理的重点区域。     

调亏灌溉对滴灌核桃树光合特性及产量的影响

研究调亏灌溉对滴灌核桃树叶片光合特性及产量的影响,找到核桃树最适宜调亏的生育期,对发展核桃产业具有科学指导意义。本试验分别在萌芽期(Ⅰ)、开花坐果期(Ⅱ)和萌芽期+开花坐果期(Ⅰ+Ⅱ)进行调亏,分析不同调亏程度及复水后核桃树叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO_2浓度(Ci)指标及产量变化情况。调亏灌溉下,与正常灌水相比,开花坐果期调亏的叶片Tr和Gs显著降低(P0.05)。与充分灌水相比,萌芽期亏水于开花坐果期复水的叶片Tr、Gs和Ci显著降低(P0.05);果实膨大期复水的叶片光合特性都增大,随着调亏度的增大而减小。调亏灌溉对果实产量均起到正作用,开花坐果期轻度调亏和萌芽期+开花坐果期轻度调亏的单株产量较高。综合试验分析表明,确定开花坐果期轻度调亏为核桃树最适宜的调亏处理。     

影响木薯机械化收获的生物环境特性

针对木薯原料需求的增长和木薯收获机械化水平的落后状况,提出了发展木薯产业化和研究实用的木薯收获机械的必要性。木薯收获的机械化是实现木薯产业化的瓶颈之一,为了开发实用的木薯收获机械,研究了影响木薯收获的生物特性和生长环境特性。生物特性包括块根特性和茎秆特性;环境特性包括土壤特性、气候特性和种植规格特性等。指出了研究木薯的生物环境特性是研发适合于各种地况的木薯收获机械的前提。     

山药收获机械输送机构与其力学特性试验研究

针对目前山药在机械收获过程中存在高破损率等问题,研究了细毛山药的应力、应变关系和山药的抗断裂能力,为后续提升并改善收获机中各部件的空间布局、输送机构的结构等提供依据。通过利用开发的用于测试根茎类材料的夹具,利用电子万能试验机对山药根茎进行拉伸、压缩和弯曲试验。研究结果如下:细毛山药根茎的抗拉强度平均值为0.415 MPa,标准差为0.132MPa;抗压强度平均值为2.328MPa,标准差为0.774MPa;抗弯强度平均值为4.723MPa,标准差为1.172MPa。试验表明:相对其他性能,山药根茎的抗拉性能较差,因此在设计山药输送机构时应避免山药受轴向力的作用。上述数据为山药收获机械的输送机构设计提供了重要的理论基础。     

基于ANSYS的油菜分段收获适收期茎秆剪切力学特性分析

针对油菜分段收获适收期茎秆因含水率高、抗剪强度大,造成割晒作业过程中切割困难的问题,开展油菜茎秆剪切力学特性研究。采用电子万能试验机配合YYD-1型茎秆强度测定仪对油菜分段收获适收期茎秆剪切力学特性进行试验测定,并运用ANSYS有限元仿真软件对油菜茎秆剪切力学特性进行分析对比。试验结果表明,直径为12-18mm的油菜茎秆最大剪切力范围为234.77-368.31N,剪切模量范围为0.095-0.136GPa;最大剪切力与剪切模量试验测试值和模型仿真值的相对误差范围小于10%,说明采用有限元仿真方法研究油菜茎秆剪切力学特性具有可行性。研究结果为油菜分段收获适收期茎秆有限元仿真分析提供了参数参考。     

梯形对称收获铲阻力特性数学模型的建立与分析

以根茎类收获机配备的梯形对称双铲为研究对象,结合机械动力学、土壤粘弹塑性力学等理论建立了收获机工作状态下挖掘阻力数学模型,获得了土壤特性参数、挖掘铲结构参数以及机器工作参数与工作阻力之间的函数关系。基于所推导的数学模型,仿真分析了挖掘铲入土角、滑切角、挖掘深度、铲面面积以及机器前进速度对工作阻力的影响。仿真结果表明,入土角和前进速度的增大会导致工作阻力非线性增大,挖掘深度和铲面面积的增大会导致工作阻力线性增加。结合阻力仿真曲线,并考虑实际工作要求和工作效率,适宜的入土角为20°~30°,滑切角设置为40°~50°,前进速度在1~2 m/s。     

激振频率和幅值对橡胶衬套动态特性的试验研究

选用某车用减震器橡胶衬套为试验对象,分析幅值和频率对衬套的动态性能影响。通过MTS衬套试验机对测试件进行动态特性试验。首先控制试验力幅值为某一常量,改变加载在测试件上的频率得出衬套动态特性参数的变化结果,分析频率对衬套的影响规律。通过改变试验力幅值来分析衬套动态特性随幅值的变化规律。最后,总结出频率和振幅对衬套动态特性的影响规律。     

生姜力学特性的试验研究

为解决生姜机械化收获损伤率高等问题,探讨了生姜的物理及力学特性。通过试验,测定了收获期生姜含水率为89%～93%,且中部最高、上部次之、下部最低。通过弯曲试验,确定子姜从母姜断裂时的抗弯强度为(1.067±0.033)MPa。借助Design-Expert 12软件,确定了生姜取样位置、取样角度对抗压强度显著,取样位置对抗剪强度显著。通过测定生姜抗压强度试验及抗剪强度,结果表明：生姜上部抗压强度平均值为0.77MPa,弹性模量平均值为2.74MPa,剪切强度平均值为0.47MPa;生姜中部抗压强度平均值为0.82MPa,弹性模量平均值为3.01MPa,剪切强度平均值为0.53MPa;生姜下部抗压强度平均值为0.74MPa,弹性模量平均值为2.95MPa,剪切强度平均值为0.46MPa。由此可见,在收获、运输等环节应尽量避免对生姜子姜上部、下部施加较大力,降低生姜损失。     

基于改进Hough变换的收获机器人行走目标直线检测

提出了基于改进随机Hough变换(RHT)的收获机器人行走目标直线检测算法.将摄像机安装在联合收获机的顶部,在收获过程中采集农田场景图像.根据已收获区域、未收获区域和非农田区域的不同颜色特征,利用统计分析和边缘检测,确定行走目标直线的终点位置以及直线方向上的候选点.以候选点为点集,采用改进RHT完成直线检测.与传统的RHT相比,避免了无效采样和累积问题.经过对多幅图片的处理,证明算法能够有效检测出直线参数,且处理时间在200 ms左右.     

基于振动特性分析的枝条粉碎机转子系统结构优化

为解决锤片式枝条粉碎机在粉碎作业时受到环境和外部激励产生共振,影响粉碎效果、使用寿命、可靠性等问题。首先对粉碎转子系统进行静态平衡分析、运动过程受力分析、振动响应分析和运动学仿真分析。通过有限元软件计算锤片式枝条粉碎机转子在低阶模态下的固有频率和振型,确定可能发生共振现象的固有频率,并分析引起共振的原因,然后对转子系统进行结构优化,改变低阶固有频率,使其远离所有外部激励频率。结果表明:当锤片架由矩形改为圆形,厚度由5.2 mm增加至6.2 mm,主轴半径增加3 mm后,转子的平均低阶固有频率相对于优化前提高197.26%,有效避开了所有外部激励频率,最大变形量由1.411 mm降低到1.068 mm,优化后的转子可有效避免共振的发生,抗振性能明显增加。     

基于流变特性分析的菠菜有序收获机夹持输送装置研究

针对菠菜有序收获夹持输送过程中极易出现挤压损伤的问题,基于菠菜植株的流变特性对夹持输送过程中工作参数对损伤的影响进行了研究。首先提出了一种菠菜夹持输送装置,阐述其工作原理和机械结构,分析了浮动夹持机构与菠菜植株的互作关系;通过Burgers粘弹性模型构建了菠菜植株夹持输送作用下的流变本构方程,利用菠菜植株的蠕变试验,确定流变本构方程系数;在不考虑弹性变形和粘塑性变形前提下求得菠菜塑性变形表达式,并将菠菜塑性变形量作为衡量菠菜机械损伤程度的评价指标;选择对损伤影响较大的夹持轮当量弹性系数和输送速度,分析其对菠菜塑性变形量的影响,得到最小塑性变形下的作业条件;选取输送速度和当量弹性系数三水平的5组参数组合进行分析研究,得到不同参数组合下的夹持输送过程中夹持力与时间的关系方程,以菠菜最小塑性变形量为目标,实现低损伤收获。为了验证用菠菜流变特性分析工作参数对菠菜损伤影响的可行性,进行了夹持输送试验,试验结果表明:当输送速度为25 mm/s、当量弹性系数为2 N/mm时,输送成功率为93. 3%,菠菜损伤率为6. 7%,夹持输送效果较好。     

加筋板封闭矩形声腔的声振耦合特性研究

基于模态叠加法和声振耦合理论建立了加筋板结构与矩形声场间的耦合模型,推导了反映加筋板结构与矩形声场模态间耦合强度的传递因子公式,研究了加筋板结构与矩形声场模态间耦合特性,以及点力到筋的距离对耦合系统响应的影响.结果表明:加筋后板结构与矩形声场模态间耦合选择性除了在与筋平行的轴向不会改变外,在其他轴向的耦合选择性则会改变...