马铃薯仿生挖掘铲片的设计与仿真

据蝼蛄前足胫节爪趾第1趾的体视显微镜照片设计了马铃薯挖掘机挖掘铲铲片,为马铃薯挖掘机提供了一种减阻效率较高的挖掘铲。应用AutoCAD软件获取爪趾外侧曲线和内侧曲线的轮廓点,并将点坐标值数据使用LIST命令导出,并借助EXCEL软件多项式拟合法对爪趾的侧面轮廓线进行拟合,在拟合多项式的基础上在Solidworks软件中进行仿生铲片的建模,最后应用LS-DYNA软件仿真模拟普通铲片与仿生铲片挖削土壤的过程,并测定两种铲片的土壤阻力。仿真结果表明,仿生铲片较普通铲片土壤阻力减小近61%。所设计的仿生挖掘铲片为马铃薯挖掘机挖掘铲减阻技术要求提供了一种解决思路,且结构新颖。     

振动分离式根茎类中药材收获机设计与试验

根茎类中药材收获机使用固定式挖掘铲收获时挖掘阻力大、挖掘深度不足、碎土能力差、功率损耗严重,针对上述问题设计一种振动挖掘分离根茎类中药材收获机。该机采用偏心轮构成的振动挖掘装置、一级药土分离装置、振动式二级药土分离装置等结构,实现根茎类药材的挖掘、分离、输送。对关键部件进行设计分析与仿真,并进行了田间试验。仿真试验表明：挖掘铲入土性能好,挖掘时对根茎挖抛的最大位移量为165 mm;输送分离装置能彻底分离根茎和土壤。田间试验表明：该收获机挖净率为95.14%,伤损率为1.24%,挖掘深度均值为400 mm,不低于设计的最小值。作业期间整机运行平稳,作业指标符合根茎类中药材收获标准,满足根茎类中药材机械化收获要求,可以作为振动分离式根茎类中药材收获机使用。     

马铃薯仿生挖掘铲减阻性能研究

据蝼蛄前足胫节爪趾第1趾的体视显微镜照片设计了马铃薯挖掘机挖掘铲铲片。为对仿生铲片减阻及碎土性能进行研究,基于离散单元法进行仿生铲片挖掘土壤数值模拟过程。为突出仿生铲片良好的挖掘性能,在同等条件下与普通铲片进行仿真结果对比。结果表明:仿生铲片较普通铲片前进阻力减小了11.36%,垂直方向减小了17.65%;对比两种铲片挖掘土壤后土壤颗粒黏结数可知:仿生铲片对土壤颗粒间黏结力的破坏率比普通铲片高2.68%。仿生挖掘铲能将升运的土壤剪切破碎,逐步减小水平和垂直方向阻力,具有较好的应用前景。     

4U-1400型马铃薯联合收获机的设计

针对国内马铃薯收获依靠人工或小型挖掘机效率低、劳动强度大等问题,设计了4U-1400型马铃薯联合收获机。收获机主要由挖掘装置、土薯分离装置、茎秆分离装置、垂直提升装置、装袋装置、传动系统、机架以及行走装置等部分组成,结构紧凑。通过运动学分析和试验,确定了各装置的关键参数。运用Solidworks软件绘制虚拟样机,进行模型验证,各零部件之间不存在干涉现象。该机可一次性完成2行马铃薯的挖掘、土薯分离、薯秧、杂草和残膜分离、垂直提升以及装袋等工序,克服了马铃薯收获机装袋技术难题,提高了生产效率。     

1MLQS—40/70起垄全铺膜联合作业机性能优化试验

为了检验并优化自主研制的1MLQS—40/70起垄全铺膜联合作业机作业性能,以采光面机械破损程度、膜边覆土宽度合格率、膜边覆土厚度合格率、地膜漏覆土程度为作业指标,采用三因素三水平进行正交试验。通过极差分析和方差分析,得出土壤升运器前轴与开沟铲安装轴的纵向间距对各试验指标的影响显著;通过综合平衡法对试验数据进行优化分析,得出最优参数组合为:土壤升运器前轴与开沟铲安装轴的纵向间距为30 mm、土壤升运器线速度与机组作业速度的比值为2.5、起垄开沟铲倾角为25°。验证试验表明:该机采光面机械破损程度1%,膜边覆土宽度合格率95%,覆土厚度合格率95%,地膜漏覆土程度1%。     

振动式阶梯铲状马铃薯挖掘机作业性能试验

为获得振动式阶梯铲状马铃薯挖掘机最佳作业参数,依据振动减阻收获机理,通过改变影响振动式阶梯铲状马铃薯挖掘机收获作业性能指标的4个主要作业参数：整机前进速度、挖掘深度、挖掘铲长度、曲柄偏心距,以挖掘机损失率、明薯率及伤薯率为评价指标进行马铃薯挖掘性能试验。结合正交试验研究,应用综合评分法得出了振动式阶梯铲状马铃薯挖掘机作业时各参数的最优组合,即：整机前进速度为0.55 m·s^-1、挖掘深度为210 mm 、挖掘铲长度205 mm、曲柄偏心距为6 mm。按照该最优组合作业参数进行试验验证,结果表明,该马铃薯挖掘机明薯率为97.6%、伤薯为3.9%、损失率为3.5%,符合马铃薯收获机质量评价技术规范要求。     

犁体耕作阻力模型仿真分析与试验研究

为进一步提高犁体耕作性能,分析影响犁体耕作阻力的因素,基于摩尔-库仑土壤剪切理论,建立了包含犁体结构参数、土壤物理特性和犁体工作参数的耕作阻力模型,耕作阻力表达式包含了犁铲尖和犁铧切削土壤阻力、土壤在犁壁上产生的摩擦力和翻垡过程土壤动量变化产生的阻力、犁壁翻垡使土壤势能增加产生的阻力、作用在犁铧和犁壁上的横向力产生的摩擦力、土壤横向运动对犁壁产生的阻力。基于新疆玉米地土壤物理特性,建立了两种高速犁体A和B的耕作阻力方程,在不同耕宽（0.35、0.42 m）、耕深（0.255、0.305 m）和耕速(2.22、2.5、2.78 m·s^-1)作业条件下对耕作阻力进行了理论、仿真和试验研究,分析了犁体耕作阻力的影响因素,结果表明,仿真值与计算值的平均误差为3.37%,试验值与计算值的平均误差为7.18%,试验值与仿真值的平均误差为3.71%。犁体耕作阻力与铧刃角呈非线性增长关系;与耕深呈三次函数增长关系;与耕速呈二次函数增长关系;犁体耕作过程的功率消耗与耕速呈三次函数的增长关系。提出设置合理的安全系数（s_f）,使拖拉机配套功率P_s     

大挖深菊芋收获机设计与试验

针对菊芋收获作业要求,研制了大挖深菊芋收获机。该机由外倾整体式条形挖掘铲、两级抖动链式输送分离器及机架、地轮构成,可一次性完成菊芋挖掘、芋土分离、输送、铺放。田间试验表明：该机能在250~500 mm挖掘深度,初霜冻、菊芋团块根系发达地块,克服冻土块、砾石卡塞导致的土壤拥堵,实现持续稳定作业; 对菊芋收获质量好,芋土分离效果良好,损失率、伤薯率、含杂率分别小于1.75%、4.8%、4.5%, 满足菊芋收获作业要求。     

深松铲铲尖对土壤扰动过程及效果的试验与分析

铲尖是深松铲的关键部件之一,其对土壤扰动产生重要影响。在分析铲尖对土壤扰动过程及影响机理的基础上,以凿形铲、箭形铲、翼形铲为对象,用碎土率、土壤蓬松度、土壤扰动系数、地表平整度等评价指标,并用高速摄影技术进一步研究不同铲尖形状对土壤扰动过程及效果的影响。结果表明:(1)铲尖形状对土壤扰动过程产生重要影响,翼形铲作业形成垄沟的地表宽度及沟底宽度最大,箭形铲次之、凿形铲最小;(2)随深松铲铲尖与土壤接触面积及土块间的二次接触概率的增加,土壤破碎效果不断改善,采用凿形铲、箭形铲、翼形铲深松后,10cm耕层的碎土率分别为89.29%、90.87%、94.75%,全耕层的碎土率分别为85.09%、92.23%、96.13%;(3)铲尖形状是影响土壤疏松程度和地表平整性的重要因素,凿形铲对土壤的疏松效果较箭形铲与翼形铲差,但其耕后地表平整度优于箭形铲与翼形铲。综合考虑作业质量、减阻效果、材料等因素,应合理确定铲尖与土壤接触面积,加强铲尖对土壤类型的适应性研究,强化带翼凿式铲铲翼的合理布置位置及其结构参数的研究。     

夏玉米蒸散优化参数模型及参数敏感性分析

分别采用2种不同的冠层阻力模型和土壤阻力模型,组合成4种Shuttleworth-Wallace(S-W)模型,模拟夏玉米农田灌浆期的逐时蒸散量,以涡度相关法观测蒸散量为实测值检验模型改进的效果,找出最优冠层阻力模型和土壤阻力模型,并分析最优S-W模型对各阻力参数的敏感性。结果表明:李俊改进型有效叶面积指数冠层阻力模型和Sellers土壤阻力模型组合的S-W模型模拟效果最好,S-W模型估算玉米田蒸散的精度显著提高,蒸散发模拟值与实测值的相关系数、一致性指数更接近1,蒸散发模拟的相对误差和均方根误差变小。敏感性分析表明,在计算各个阻力参数模型中,S-W1模型估算蒸散发对冠层阻力最敏感,其次是土壤阻力和有效叶面积指数;采用改进型有效叶面积指数冠层阻力模型和Sellers土壤阻力参数模型组合后,在一定程度上提高了模型精度,提高了计算准确率。     

平作区棉秆粉碎与残膜回收联合作业机设计与试验

针对新疆平作区残膜回收作业过程中秸秆粉碎合格率低、残膜回收率低的问题,设计了一种秸秆粉碎与残膜回收联合作业机。对甩刀秸秆粉碎过程进行受力分析,确定了刀轴最佳转速为2 000 r·min-1。对起膜铲起膜机理和残膜捡拾过程进行分析,确定了导曲面参数方程和残膜捡拾装置主要工作参数。以机具作业速度v、起膜铲入土倾角α和残膜输送链转速n为影响因素,以秸秆粉碎合格率Y1和残膜回收率Y2为评价指标进行田间试验。结果表明:当起膜铲入土角为30°,机具前进速度为5.5 km·h-1,残膜输送链转速为120 r·min-1时,秸秆粉碎合格率为91.5%,残膜回收率为85.7%,整机运行状态良好,满足秸秆粉碎还田与残膜回收的技术要求。     

旱地小麦全膜覆土穴播联合机覆土作业性能试验

为进一步提高旱地小麦全膜覆土穴播联合机覆土作业性能,以作业机前进速度、刮板式土壤升运器线速度和刮板式土壤升运器倾角为自变量,平均覆土合格率为响应值,依照Box-Behnken试验设计原理,采用三因素三水平响应面分析方法,建立各试验因素与平均覆土合格率之间的数学模型,并对各因素及其交互作用进行分析。试验结果表明:三个因素对平均覆土合格率影响的主次顺序为作业机前进速度、刮板式土壤升运器倾角和刮板式土壤升运器线速度,联合机最佳工作参数为:作业机前进速度0.55 m·s~(-1)、刮板式土壤升运器线速度1.00 m·s~(-1)、刮板式土壤升运器倾角40°。验证试验结果表明,联合机平均覆土合格率为98.6%,较优化前的覆土作业性能有明显提升。     

Persistence of pronamide in soil

Under field conditions, there was little loss of herbicidal activity following spring application of pronamide when the soil temperature remained below about 13°c, but under normal summer conditions loss was rapid (half-life 2–4 weeks). The rate of loss was retarded when the surface soil became very dry. After autumn application, there was no change in activity during the winter months and assays on samples taken in the following spring showed that little leaching had taken place from the surface 5 cm. In laboratory studies, breakdown was shown to follow first-order kinetics. Half-lives at 10% soil moisture were 29 days at 23°c, 63 days at 15°c and 140 days at 8°c. At 23°c the half-life was extended to 52 days when the soil moisture content was reduced by half.     

Persistence of 2,4,5-T in a heavy clay soil

The persistence of the herbicide 2,4,5-T was studied at different controlled temperatures and moisture levels in Regina heavy clay. Degradation approximated to first-order kinetics and the half-life varied from about 4 days at 35°C and 34% soil moisture to about 60 days at 10°C and 20% soil moisture. The laboratory data were used in conjunction with the appropriate measurements of surface soil temperature and moisture content in the field to simulate the degradation pattern for the herbicide in five separate micro-plot experiments. Satisfactory agreement with the observed patterns of loss was obtained in two of the experiments but in the other three, the model over-estimated rates of loss. It is suggested that the reason for this was the difficulty of obtaining a correct measure of soil moisture content to use in the simulation program.     

Persistence of the herbicide AC 92,553, N-(1-ethylpropyl)-2,6-dinitro-3,4-xylidine,in soils

The effects of soil temperature and soil moisture content on the rate of loss of N-(1-ethylpropyl)-2,6-dinitro-3,4-xylidine (I, AC 92,553) were measured under controlled conditions. The time for 50% disappearance in a sandy loam soil at 75% of field capacity was inversely related to temperature (98 days at 30°; 409 days at 10°). At 25°, the half-life increased with decreasing soil moisture content (122 days at 75% of field capacity; 563 days at 12.5%). In seven soils with different properties there was a trend towards a slower rate of loss as the organic matter content of the soils increased and the half-life varied from 72 to 172 days, first-order kinetics being obeyed. The herbicide was lost rapidly from an inert surface and 97% loss was recorded after 28 days at 25°. Losses from soil surfaces occurred more slowly and were greater from wet compared with dry soil. In the field, it was more persistent when incorporated than when applied to the soil surface. More than 60% of I incorporated in April 1975 could be detected the following September, but when applied to the soil surface, only about 20% of the applied dose remained by this time. Residues measured by gasliquid chromatography using a thermionic nitrogen detector closely paralleled those measured by a bioassay based on the root growth of buckwheat.