玉米种子电磁振动定向装置仿真模型的建立与验证

针对实际电磁振动定向装置进行多因数多水平试验研究时存在周期长、受加工精度影响大等问题,利用ADAMS等软件建立参数化的玉米种子电磁振动定向装置和种子仿真模型,通过试验测定玉米种子与定向滑槽之间的接触参数,系统定义玉米种子与定向滑槽之间的接触。从振动分析、接触力和模型振动效果3方面对该模型进行验证。结果表明:该电磁振动定向装置和玉米种子的仿真模型振动效果符合实际,接触的定义准确,激振力与振幅线性相关,符合实际弹簧片变形规律和电磁振动理论,可以用来代替实际电磁振动装置进行电磁振动下玉米种子姿态翻转与定向传输的模拟仿真试验和优化试验。     

强迫振动下核桃定向输送方法及仿真试验

为了提高核桃破壳效率,改善核桃破壳取仁效果,为后续核桃加工提供新方法,文章通过在强迫振动下提出一种核桃纵径定向输送方法;首先对核桃的外观及三维尺寸进行测量分析,据此研究核桃纵径振动定向的机理及规律;将强迫振动条件下建立的核桃定向输送装置的三维模型导入到Adams,并以输送过程的核桃稳定输送作为标准得出了定向滑槽倾角θ和...     

电磁振动组合式毯状秧苗播种装置的设计与试验

从理论方面探讨了精密播种对机插质量的影响,采用外槽轮的播种原理和电磁振动相结合的排种理论,设计出一种新的毯状秧苗精密播种装置．试验结果表明：采用电磁振动式播种装置进行排种的合格率和均匀度比外槽轮式播种装置的高,排种稳定性好。以每平方厘米2～4粒为合格时,其合格率可达92．8％以上,能够满足水稻毯状秧苗精量播种的农艺要求,为提高机插质量打下基础．     

电磁振动排种器排种盘子系统的建模和模态分析

本文采用机械系统动力学自动分析软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS建立电磁振动排种器排种盘子系统的仿真模型,并用 ADAMS/Vibration模块对仿真模型进行模态分析,求出系统的固有频率,并验证了仿真模型的正确性,为后续的排种盘子系统的结构参数优化设计奠定了基础.     

3种边界条件下足尺定向刨花板的模态灵敏度和振动模态研究

【目的】研究完全自由、四节点支承和两对边简支3种边界条件下足尺定向刨花板的模态灵敏度和振动模态,为开展3种边界条件下足尺定向刨花板弹性常数振动检测结果的对比研究奠定基础。【方法】以4种厚度的足尺定向刨花板为研究对象,采用有限元软件COMSOL Multiphysics对完全自由、四节点支承和两对边简支的足尺定向刨花板进行了模态灵敏度分析,分别确定这3种边界条件下对其长度和宽度方向的弹性模量与面内剪切模量这3个弹性常数灵敏度最高的模态;通过试验模态分析测得足尺定向刨花板在这3种边界条件下的前9阶振动模态参数,并对比和分析其在这3种边界条件下的振动模态参数检测结果。【结果】计算和试验模态分析得到的这3种边界条件下足尺定向刨花板的前9阶模态振型形状和阶次分别是相同的;足尺定向刨花板在这3种边界条件下的前9阶模态中,除模态(m, 0)、(0, 2)和(1, 1)外,其余模态均为单一方向的弯曲和扭转或不同方向弯曲的叠加模态;用于计算足尺定向刨花板长度和宽度方向的弹性模量与面内剪切模量的最高灵敏度模态,在完全自由下为模态(2, 0)、(0, 2)和(1, 1),对应阶次分别为第2、4和1阶;在四节...     

电磁振动给料器工作点的选择及调整方法研究

对电磁振动给料机的主振系统受力情况进行了分析,通过振动力学模型的建立、电磁铁吸引力、弹簧刚度的计算,得到系统工作频率和固有频率。对三种工作状态进行了比较分析,提出了工作点的选择和调整方法,对电磁振动给料器稳定工作具有重要意义。     

基于Halbach永磁阵列的电磁振动能量采集器设计与测试

为了在低频振动环境中更好地采集振动能量,提出一种基于Halbach永磁阵列的电磁振动能量采集器。利用Ansoft Maxwell有限元软件对电磁振动能量采集器进行仿真研究,并加工组装了原理样机,测试其发电性能。结果表明：在其他参数保持不变的情况下,优化定子槽深、定子槽数或定子齿厚均可有效提高电磁振动能量采集器的输出电压,永磁体径向厚度对采集器输出电压的影响不明显。样机在外接负载为60Ω、激振频率为9 Hz、振幅为5 mm时,可产生约0.4 W的输出功率,能够满足低功耗电子元器件的供能需求,具有较好的应用价值。     

5TY-10A型玉米种子脱粒机的研制与试验研究

5TY-10A型玉米种子脱粒机是与玉米种子加工成套技术相配套的关键设备。该机采用钉齿滚筒式脱粒装置、穗轴抛送装置和吸气式风选初清装置,可一次完成玉米种芯分离,破碎率和夹带损失率均低于国家标准。生产试验研究表明,玉米果穗最适宜在含水率17%～20%时进行脱粒,玉米果穗脱粒时应采用较低的滚筒转速,最适宜滚筒转速为540r/min,其籽粒破碎率控制在1%以下,各项指标完全满足玉米籽粒脱粒的技术要求。     

振动挤压式荸荠收获机的设计与试验

针对旱收荸荠（Eleocharis dulcis）时人工劳动强度大、作业效率低和果土分离困难的问题,设计了一种振动挤压式荸荠收获机。通过对作业过程中荸荠土块的受力分析,确定了影响分离性能的关键参数为振动板振幅、振动板振频和钉齿辊转速,并根据已有经验初步确定关键参数取值范围。以振动板振幅、振动板振频和钉齿辊转速为影响因素,以土层破碎率为评价指标,利用Design-Expert 10.0设计CCD中心组合试验,通过RecurDyn-EDEM耦合进行仿真,确定当振动板振幅为33.04 mm、振动板振频6.63 Hz、钉齿辊转速336.72 r/min时,存在较优破碎效果,土层破碎率为93.58%。以振动板实际振幅32.41 mm、振频6.5 Hz,钉齿滚转速330 r/min进行田间验证试验,结果显示,实际土层破碎率93.54%、明荠率80.33%、损伤率28.08%,碎土效果好,与仿真结果拟合度高。试验结果表明,通过增强土层破碎效果进而提高果土分离程度,使得分离后的荸荠抛撒在表层,便于人工捡拾。     

玉米自动化考种过程的粘连籽粒图像分割

针对玉米自动化考种过程籽粒粘连导致穗粒数统计准确率低的问题,提出一种遗传算法(GA)与改进脉冲耦合神经网络(PCNN)相结合的分割方法(GA+改进PCNN),对粘连玉米籽粒图像的分割问题进行研究。采用数学形态学和wiener滤波对待分割图像去噪,基于小波变换进行多图像融合得到新图像;利用遗传算法寻找改进PCNN模型中参数β、αE和VE的最优解并进行图像分割。结果表明:1)本研究方法对粘连玉米籽粒的分割准确率为98%;2)本研究方法的交叉熵、区域内部均匀性、形状测度维和区域对比度指标依次为0.079 4、0.975 4、0.878 5和0.869 2,总体优于OTSU、改进分水岭、迭代法全局阈值和未改进PCNN分割算法;3)本研究方法的单幅图像处理时间为22.07s,用时长于各比较算法,但分割效果最理想。     

拖拉机方向盘手传振动评价与驾驶员手臂振动传递特性

为探究拖拉机方向盘手传振动传递规律,减少拖拉机驾驶员手传振动暴露量,预防手臂振动病发生,本研究以某拖拉机方向盘与驾驶员手臂系统为研究对象,采用ISO 5349评价体系对拖拉机在2种不同路况下的手传振动进行综合评价,并对不同百分位驾驶员手臂系统进行振动传递特性分析。结果显示,该拖拉机的日振动暴露量为4.257 m/s²,超过国标GB Z 2.2—2007《作场所有害因素职业接触限值 第2部分：物理因素》规定的日振动暴露量限值（3.5 m/s²）,具有引发手臂振动病的较高风险;方向盘轴向振动远大于切向和径向振动,是引发手传振动的主要因素;径向的振动从手背经过手腕传递到小臂时被大量吸收,切向的振动从小臂经过肘关节传递到大臂时被大量吸收;驾驶员体型越小,各轴向手背测点的振动传递率越大,随着体型的增大,低频范围（20 Hz以下）的振动从手背传递到小臂过程中有明显的增大。研究结果表明,工程实际中小体型驾驶员要注意手掌的振动防护,而大体型驾驶员更应注重手腕部分的振动防护;对驾驶员手腕应主要加强径向的防护,对肘关节主要加强切向的防护。     

便携式风力灭火机振动及其沿人体手臂传递特性研究

便携式风力灭火机工作时产生的振动会对操作者的健康造成很大影响,为了对其进行优化设计并给出合理使用建议,对国产林海6MF-30和日本小松HB2302风力灭火机的振动频谱和人体手臂振动传递率进行了对比分析。结果表明:6MF-30与HB2302风力灭火机的振动基频分别为58.5和121.5 Hz,试验测试频谱范围内分别存在5个和2个支配性频率,且基频越大,对操作者影响越小,故应优化6MF-30的结构设计以提高其振动的基频;根据ISO5349—2001标准,在最大功率转速下,操作者使用6MF-30和HB2302风力灭火机的允许受振时间分别为2.29和3.27 a;风力灭火机振动对操作者手臂和肩颈的影响很小,绝大部分能量由手掌和手指吸收,需重点研究针对手部的减振策略。      

气吸式免耕播种机的振动测试与振动理论分析

为研究气吸式免耕播种机的振动特性,对2BM-5型气吸式免耕播种机进行振动测试与振动理论分析。根据振动测试结果,以免耕播种机的前进速度与振动信号正弦基波为基本参数构建简谐激励,建立气吸式免耕播种机的振动幅频特性与振动固有频率的频率响应数学模型,并进行气吸式免耕播种机振动幅频特性信号的验证。结果表明:气吸式免耕播种机垂直振动的主要影响因素有播种机结构、质量、作业前进速度、入土装置与不同类型土壤作用的阻尼情况和地表不平度;其垂直振动存在2个固有频率的振型。     

小型玉米秸秆收割机的仿真与试验

针对甘肃地区玉米种植地块小且分散,人工收获劳动强度大,生产率低等问题,设计并研制了一种由传动系统、切割装置、扶禾器等组成的小型玉米秸秆收割机。利用Solid Works和ADMAS对整机进行虚拟仿真,得到收割机的性能指标,并对样机进行田间收割试验。结果表明:收割机切割装置转轴的总动能为1.547×105 J,转轴的总冲量为3 858 N·s;在不清除地膜和杂草的条件下,平均割茬高度为1.76 cm,玉米秸秆的平均铺放合格率达95.59%,各装置协调、平稳、可靠,平均工作效率可达5.10 hm2/h。通过整机虚拟仿真得到的转轴动能和冲量可作为收割机切割效果的性能指标。     

玉米内部机械裂纹对种子发芽和幼苗发育的影响

【目的】深入研究玉米种子内部因脱粒产生机械裂纹的机理及其对种子发芽和幼苗发育的影响,为进一步优化设计玉米种子脱粒机提供参考。【方法】以辽宁主栽的辽单526、辽单565和郑单958 3个玉米品种为材料,利用体视显微技术分析玉米种子内部机械裂纹的形态结构、生成位置和扩展方向等特征,探讨内部机械裂纹对玉米种子发芽和幼苗发育的影响。【结果】(1)3个品种玉米种子中单裂纹发生率最高,达到19%~33%,其次为龟裂纹,双裂纹发生率最低,仅为2%~5%;裂纹主要产生于冠部,并向背部、侧面和腹部扩展。(2)内部机械裂纹对玉米种子发芽率、子叶长、胚根长、胚根数影响明显,其中龟裂纹对玉米种子的发芽和幼苗发育影响最大,发芽率最高仅为48%,并且幼苗子叶及胚根发育较差。(3)种胚中存在裂纹是影响玉米种子发芽的主要因素,发芽弱和未发芽玉米种子的种胚和胚乳存在不同程度的损伤。【结论】玉米种子在脱粒过程中产生的内部机械裂纹严重影响种子发芽及幼苗的后期发育。发芽弱和未发芽玉米种子内部存在不同程度的机械裂纹。     

基于EDEM的窝眼轮式油菜排种器排种性能仿真与试验

【目的】研究不同型孔结构对窝眼轮式油菜排种器种子群扰动及排种性能的影响。【方法】借助离散元分析软件EDEM对3种不同型孔结构的窝眼轮式油菜排种器进行仿真分析,并进行试验验证。【结果】型孔结构对种子群扰动影响明显,种子群扰动量越大充种性能越好;转速在10~50 r·min~(-1)时,种子群扰动最大的30°倒角窝眼轮合格指数为86.6%~95.8%,明显优于不倒角窝眼轮的67.5%~90.6%和半径1.25 mm倒圆角窝眼轮的79.2%~93.5%。各轮对比试验发现,相同转速下,种子群扰动量越大漏播指数越小,型孔囊种空间大小因倒角方式而不同,且囊种空间越大,重播指数和变异系数也越大。【结论】影响各轮排种性能的主要因素是工作转速;由于重播指数较小,故合格指数主要受漏播指数影响;仿真与试验的结果有偏差,但变化趋势及其相互之间关系基本一致,用EDEM对排种器进行仿真分析具有一定可行性。