红外辐射干燥胡萝卜切片结构特性研究

在不同干燥条件下进行胡萝卜切片红外辐射干燥试验,对表观密度、孔隙率、体积比和体积收缩系数进行了研究。结果表明:表观密度与辐射距离、辐射功率成反比,孔隙率随着含水率的减小而增大,样本厚度与孔隙率成反比,辐射距离与孔隙率成正比,辐射功率在一定范围与孔隙率成正比,超过该范围成反比;为确定适合胡萝卜收缩率和干基含水率比的数学模型,分别基于二次多项式利用线性最小二乘法、指数方程利用非线性最小二乘法对试验数据进行了拟合,得出二次多项式模型拟合较优,能够更好地预测红外干燥过程中胡萝卜收缩率和干基含水率比之间的关系。     

碳纤维复合材料超声脉冲反射信号频域建模

对碳纤维复合材料(CFRP)层板超声脉冲反射信号频域进行研究,首先分析了CFRP层板中纤维层和树脂层的声波反射系数频域特征,结果表明,正常纤维层和树脂层、含孔隙纤维层和厚树脂层对反射系数有不同的影响。在此基础上建立了CFRP层板超声脉冲反射信号频域模型,反射信号频谱由正常纤维/树脂层频响、含孔隙纤维层频响、厚树脂层频响、探头频响以及噪声信号频响组成。使用该模型对含孔隙和无孔隙CFRP层板分别进行数值模拟,得到的频谱和对应CFRP层板实验信号频谱相比,两者主要频率成分具有一致性。     

甘蔗茎秆切割力的计算

利用弹性理论,采用双梁模型对甘蔗茎秆材料的切割进行了理论建模,并得出了蔗材切割力的理论计算公式。以单向复合材料为甘蔗茎秆的材料模型,分析了影响切割力的因素,建立了甘蔗材料单位切割力的经验公式。通过对甘蔗切割力试验数据的分析,得出本文试验条件下的甘蔗茎秆切割力经验公式,并通过试验对该经验公式进行了验证。     

松木粉/PVC复合材料蠕变性能研究

研究了松木粉不同添加量和不同应力水平条件下,松木粉/PVC复合材料的短期蠕变性能。研究结果表明,松木粉/PVC复合材料蠕变性能与松木粉添加量和应力水平强烈相关;采用Burgers模型可以很好地拟合试验得到的蠕变曲线,并进一步找到了各拟合参数与松木粉添加量和应力水平之间的回归方程式,为开发新的复合材料的配比和使用稳定性提供参考。     

出山店水库泄水闸局部冲刷及动床模拟试验研究

低水头闸坝工程泄洪时普遍存在消能不充分、出池水流强烈冲刷下游河床等问题,直接威胁到泄水建筑物乃至整个水利枢纽的安全。在相同水力条件下通过10组不同试验材料的局部冲刷试验,研究局部冲刷的机理,分析冲刷部位的流速、流态情况,总结试验材料的不均匀系数和孔隙率对冲刷结果的影响。在此基础上,类比于伊兹巴什公式,运用曲线拟合的方法,得到新的冲粒料起动流速经验公式,为以后的局部冲刷试验选择试验材料提供了一定的依据。     

感应离子电流盐渍腌菜工艺研究

利用交变磁通在盐渍液回路体系产生的感应电动势驱动Na+、Cl-形成离子电流,对4种常见腌菜进行了快速盐渍加工。选取盐渍液质量分数、处理时间和孔隙率为影响因素,考察了经过该方法浸渍处理的4种蔬菜的渗盐量并通过响应面分析建立了针对孔隙率为5.4%~8.2%的蔬菜渗盐量预测模型。结果表明:随盐渍液质量分数的增加体系磁能转换为电能的效率增高,蔬菜的渗盐量增大。对厚度为24 mm且孔隙率在6%的蔬菜,采用离子电流浸渍处理后最快可在30 min时使蔬菜的渗盐量达到5%左右,渗盐量随盐渍液质量分数和孔隙率的增大呈现增加的趋势。选取孔隙率为7.3%的茄子作为实测验证对象,通过数据拟合表明该模型能较好地预测经过离子电流浸渍处理后蔬菜的盐分含量。     

饲用甜高粱秸秆压缩松弛试验研究

利用多功能电子蠕变松弛试验机及自制压缩装置,以揉碎的甜高粱秸秆为试验物料,选取不同的喂入量为试验因素进行压缩松弛试验研究。结果表明:喂入量对压缩后物料的变形恢复量的大小具有一定的影响,其恢复变形过程主要发生在应力衰减拐点处。依据试验数据建立了相应的数学模型,其拟合决定系数均大于0. 99,均方根误差均小于0. 09,对实际生产具有一定的指导意义。     

基于电容法的棉管籽棉质量流量检测

针对传统平行板电容传感器易受环境干扰,设计了一种差分结构的电容传感器,以实现籽棉质量流量检测。研究了环境温度和棉花品种对传感器电容信号响应的影响,并在不同含水率条件下,确定了籽棉质量流量与电容响应关系,建立了基于籽棉含水率、籽棉质量流量与相对电容变化率的拟合回归模型,并对模型进行验证。试验结果表明:差分结构电容传感器能很好地消除环境温度干扰,所建立的回归模型针对籽棉质量流量检测的平均相对误差为5.16%。     

无人机光谱分析在水稻产量预测中的应用

为了实现大范围水稻产量预测,采用无人机检测水稻冠层光谱,通过分析光谱建立水稻产量模型。叶绿素含量也可有效表征水稻生长情况,预测水稻产量,现采用无人机检测水稻冠层叶绿素光谱,发现在红边区域和近红外波段产生特征吸收波长。综合考虑上述特征吸收波长,采用差值植被指数作为建模因子,建立差值植被因子在水稻不同生长时期的线性相关系数云图,进行线性分析,发现差值植被指数在拔节期与抽穗期存在严重线性相关。因此,以孕穗期与乳熟期差值植被指数与水稻亩产进行逐次线性拟合,采用"留一法"对8组样本轮流预测,预测精度较高。对模型进行线性拟合评价和统计学评价,结果表明该模型可靠性高。     

基于硬度梯度的热成形高强钢弯曲性能研究

采用热成形高强度钢设计了不同厚度板料的三点弯曲试验,得到了相关弯曲力学性能参数.实验表明:热成形高强度钢的弯曲力学性能随厚度的增加而增强,在厚度方向上硬度分布呈中间高、两侧低的梯度分布规律,形成了具有连续梯度分布的多层金属复合材料.基于厚度方向硬度梯度分布规律及硬度-强度对应关系,建立了一种多层金属复合材料的三点弯曲数值仿真模型,研究了热成形板材在变梯度弯曲模型下更合理的数值模拟方法.     

土工织物反滤层对多孔管汇流量影响的试验研究

为了探究土工织物反滤层对多孔管汇流量的影响,以室内试验为主结合理论分析进行探究.设置5种面密度的短纤针刺非织造土工布、4种层数,共20组试验.观测记录不同工况下多孔管汇流量的情况.通过量纲分析土工织物反滤层对多孔管汇流量的关系函数式,对其进行回归分析,得到土工织物反滤层参数与多孔管汇流量之间的关系表达式,计算所得的汇流量与试验值误差较小,具有较高的准确度,可用于指导实际工程;在多孔管参数一定时,土工织物反滤层下多孔管的汇流量与土工织物的面密度和层数有关.通过试验数据分析可知:土工织物反滤层面密度一定时,多孔管汇流量随着土工织物层数的增加而减小,且速率降低;在土工织物层数一定时,多孔管汇流量随着面密度的增加而减小,因此在实际工程中合理地选择土工织物的面密度和层数可达到更好的技术效果和经济效果.     

Fe-Ga合金磁致伸缩力传感器磁化模型建立与特性分析

磁致伸缩力传感器依靠材料磁化强度的改变来表征外部力载荷的大小,研究了基于Fe-Ga合金磁致伸缩逆效应的力传感模型,采用三维有限元方法对力传感磁路进行了优化与设计。为了研究不同磁场和负载对材料磁化强度的影响,以均质能量公式为基础,在均质能量公式中引入以应力和磁场为自变量的吉布斯自由能函数,建立了描述合金磁化强度随应力变化关系的模型。为对模型进行验证,建立了一套磁致伸缩力传感特性测试系统,分别对Fe-Ga合金和Terfenol-D力传感特性进行测试与对比,验证试验表明所建立的模型可以较好预测磁化强度的变化,并且可以预测偏置磁场的影响。在Fe-Ga合金与Terfenol-D的对比试验中发现,Fe-Ga合金对偏置磁场更为敏感,并且磁滞非线性较Terfenol-D更小,由于无退火应力,Terfenol-D在偏置较低时出现负方向的磁化强度。     

层层自组装CNs/CS隔氧涂覆材料制备与性能评价

采用层层自组装技术,通过选用不同pH值的壳聚糖和纳米纤维素涂覆液进行组合后在非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯(A-PET)膜上进行层层涂覆,制备纳米纤维素/壳聚糖隔氧涂覆材料,并对涂覆工艺及所制得膜的厚度、形态及隔氧效果进行了评价。试验结果表明:试验所采取涂覆工艺比较稳定,制得的不同层数复合膜厚度与复合涂层的层数呈显著正线性相关,可通过反复重复涂覆获得预期的不同厚度复合涂层膜;CS的pH值为4、CNs的pH值为2组合的涂覆液涂覆效果优于CS的pH值为2、CNs的pH值为6的组合,其制得的复合膜厚度较高,空隙率较低,对该组合复合膜的隔氧性能进行测定表明,随着涂覆层数的增加,复合膜的隔氧性能不断提高,但涂覆到第10层后,其氧气透过量下降不显著。选取上述方法制得的涂覆层数为5、10、15、20的4种带涂层的隔氧膜对鲜切苹果进行包装保鲜,在温度为4℃条件下贮藏4 d,与未进行涂覆的隔氧膜相比,涂覆层数为20层的隔氧复合膜在第4天时的亮度值提高了10.8%,且其营养成分指标可滴定酸含量、维生素C含量和可溶性固形物含量分别提高了1.08倍、23.8%和28.6%。     

推力滑动轴承油膜厚度对流场的影响

对推力滑动轴承轴瓦的瓦面进行模型建立,然后对模型进行网格划分、边界设置,最后通过迭代计算,得到推力轴承内部流场特征,了解到流场的流动趋势和压力分布规律。在此基础上对相同油膜厚度、不同结构瓦面的滑动轴承进行比较分析,并进一步分析了不同油膜厚度对轴承流场的影响。     

基于Shuffle-Net的发芽马铃薯无损检测方法

针对发芽马铃薯在线检测需求,提出使用轻量级卷积神经网络对发芽薯进行检测。首先将获取的马铃薯样本基于分级线进行图像采集,经过数据增强扩充样本。搭建Shuffle-Net轻量级卷积神经网络,对比了不同学习率与学习率衰减策略对模型的影响。试验发现,当学习率为0.001,衰减策略为W-EP时表现最佳,发芽薯与健康薯的总体识别准确率为97.8%,单个样本识别时间为0.14s,模型内存占用量为5.2MB。对实验结果进行评价,查准率为98.0%,查全率为97.1%,特异性为98.4%,调和均值为97.5%。选择VGG11、Alex-Net、Res-Net101模型与本文模型进行对比,发现本文模型识别准确率较VGG11与Alex-Net有大幅度提升,单个样本识别速度较Res-Net101提高5倍、较VGG11提高近7倍,模型体量较VGG11、Alex-Net、Res-Net101大幅度减少。将模型内部卷积进行了可视化分析并对结果进行了误判分析,发现当芽体颜色暗、较短且处于薯体边缘的情况下,会造成误判。由此可得本实验模型实现了发芽薯准确、有效的识别,同时还具有识别速度快、体量小、移植性强的优点,可为农产品外部无损检测分级提供理论支撑。     

EN—1对黄土性固化土水分垂直入渗特征的影响

采用一维垂直入渗试验方法,对不同容重、不同固化剂掺量处理的固化土水分入渗过程进行了研究.结果表明:黄绵土容重在1.2～1.4g/cm3范围内,土壤容重对黄土性固化土的入渗能力有较大影响,土壤容重越大,对应于同一时刻入渗率越低,累积入渗量越小,湿润锋推进距离越短.3种土壤容重条件下,不同EN-1固化剂掺量对累积入渗量和湿润锋运移距离的影响均显著(P＜0.05),且随着固化剂掺量增大,累积入渗量和湿润锋运移距离均有先增大后减小的趋势;固化剂掺量在0.05％ ～0.1％范围内累积入渗量最大;累积入渗量与湿润锋运移距离呈良好的线性关系.固化剂掺量对土层含水率的影响在低容重(1.2 g/cm3)条件下明显,随着容重增加,影响逐渐减小.利用Philip模型、Kostiakov经验公式和指数公式对固化土入渗率与入渗历时的关系进行拟合时发现,Kostiakov公式拟合值更接近于实测值,且容重越大,拟合精度越高.     

康平县开发区水源地地下水流数值模拟及介质参数的敏感度分析

为防止地下水资源过量开采及保证康平县开发区水源地的安全生产,根据该区的水文地质条件,利用地下水数值模拟软件Visual Modflow建立了地下水流数值模拟模型,数值模拟表明:该区地下水位计算值与实测值拟合较好,可以用来预测。利用该模型对不同开采方案下水源地的流场变化进行了预报期为15 a的预测。最后采用正交试验法对模型参数的敏感度进行了分析。     

水头可调薄壁堰式渠道流量智能测控系统优化试验研究

采用巴赞堰流公式计算流量的水头可调薄壁堰式渠道流量智能测控系统通过渠道流量量测与控制试验,验证了其精准的测流功能和智能控制技术的可行性。为进一步提高该测控系统运行的效率和稳定性,减少运行能耗,对矩形薄壁堰堰流公式进行水力试验研究,通过分析堰上水头和流量关系,拟合出矩形薄壁堰流量计算公式。通过向该拟合公式引入修正系数λ=0.848,将测控系统测得的堰上水头数据值代入该拟合公式求得的流量值与电磁流量计测得流量值的差值的平均值为-0.004L/s,标准差为0.119,线性相关系数R2=0.989 1。该拟合公式相对于巴赞堰流公式形式简单、参数较少、运算简便,同时也满足节水灌溉对精准测流的要求,更适用于水头可调薄壁堰式渠道流量智能测控系统,对于在灌区推广和使用该测控系统具有重要的意义。     

层层自组装纳米纤维素/壳聚糖隔氧涂覆材料的制备及性能评价

采用层层自组装技术,通过选用不同pH值的壳聚糖和纳米纤维素涂覆液进行组合后在非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯(A-PET)膜上进行层层涂覆,制备纳米纤维素/壳聚糖隔氧涂覆材料,并对涂覆工艺及所制得膜的厚度、形态及隔氧效果进行了评价。试验结果表明:试验所采取涂覆工艺比较稳定,制得的不同层数复合膜厚度与复合涂层的层数呈显著正线性相关,可通过反复重复涂覆获得预期的不同厚度复合涂层膜;CS的pH值为4、CNs的pH值为2组合的涂覆液涂覆效果要好于CS的pH值为2、CNs的pH值为6组合,其制得的复合膜厚度较高,空隙率较低,对该组合复合膜的隔氧性能进行测定表明,随着涂覆层数的增加,复合膜的隔氧性能不断提高,但涂覆到第10层后,其氧气透过量下降得不是十分显著。选取上述方法制得的涂覆层数为5、10、15、20的4种带涂层的隔氧膜对鲜切苹果进行包装保鲜,在温度为3～5℃条件下贮藏4天,与未进行涂覆的隔氧膜相比,涂覆层数为20层的隔氧复合膜在第4天时的亮度值提高了10.8%,且其营养成分指标可滴定酸、维生素C含量和可溶性固形物含量分别提高了1.08倍、23.8%和28.6%。     

基于双指数模型的纵向附着系数计算模型

提出了一种含有3个参数的双指数形式的纵向道路附着系数计算模型。与目前应用的一些经验模型相比，该模型具有结构形式简单、需拟合参数少、计算量小的特点，能够较好地描述纵向附着系数随车轮滑移率及其他因素非线性变化的规律。通过仿真计算与试验结果以及与魔术公式拟合结果的比较，验证了该模型的有效性。