高垄平台联合作业机的研究设计

“高垄平台”耕法是治理低湿易涝地的有效手段。为此,给“高垄平台”耕法配套了主要作业机具—播种机,以保障此耕法的顺利实施,保障低湿易涝地丰产丰收。对机器的总体配置和关键部件进行具体设计和试验。经过3年试验表明,该机器增产效果明显,具有很好的推广前景。     

大型渡槽槽身施工技术进展

阐述我国大型渡槽槽身施工技术的若干最新进展，并探讨了大型梁式渡槽槽身施工中的支撑浇筑系统、伸缩缝止水、预应力张拉等问题，提出大型渡槽槽身施工中支撑系统、施工方法、预应力张拉次序的选择，可供实际工程施工借鉴。     

考虑降雨量不确定的稻麦收割机多类型配置优化

针对降雨量不确定性导致农机合作社配置收割机的数量和类型较为困难的问题,以蚌埠市的一个农机合作社覆盖的稻麦轮作区域为研究对象,拟合降雨量和潮湿耕地(只能由履带式收割机进行收割的耕地)比例的函数关系,采用1987—2016年每年10月份研究地区的降雨量数据仿真新的降雨量,并利用蒙特卡洛仿真方法优化收割机的配置方案,分析降雨不确定情形下农机合作社的收割机类型与数量的最优配置。结果表明:该区域的降雨量与潮湿耕地比例呈现Logistic分布,收割机的最优配置为,履带收割机和轮式收割机的数量均为14辆,最小收割总成本为725.57万元;随着履带收割机价格的降低,农机合作社应对降雨量不确定的能力显著增加。据此认为不同稻麦轮作区域有必要对降雨量和潮湿耕地比例的函数关系进行估算,同时针对该地区水稻收割期降雨量的特点制定合理的农机补助策略,从而帮助农机合作社应对潜在风险。     

苦参碱对奶牛乳腺上皮细胞增殖、凋亡及抗氧化能力的影响

【目的】探究苦参碱对体外培养的奶牛乳腺上皮细胞(BMECs)增殖、凋亡及抗氧化能力的影响。【方法】利用含0(A组),25(B组),50(C组),75(D组)和100μg/mL(E组)苦参碱的培养基培养奶牛乳腺上皮细胞。通过四甲基偶氮唑盐(MTT)法检测BMECs活性,采用流式细胞仪(AnnexinV/PI双染法)检测苦参碱对BMECs凋亡的影响,并检测苦参碱对BMECs抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量的影响,采用real-time PCR对BMECs中Caspase-3、p53、STAT1和SOCS3基因的相对表达量进行检测。【结果】用药5d时,低质量浓度(25和50μg/mL)苦参碱对BMECs增殖具有促进作用,高质量浓度(75和100μg/mL)苦参碱对细胞增殖具有抑制作用;B~E组BMECs的凋亡率均极显著高于A组(P0.01);B~E组BMECs培养上清液中NO和乳酸脱氢酶(LDH)水平明显高于A组。B~E组BMECs的过氧化氢酶(CAT)活性均比A组高,其中C组极显著高于A组(P0.01);B~E组的谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性均极显著高于A组(P0.01),E组的超氧化物歧化酶(SOD)水平极显著高于A组(P0.01),各组MDA含量无显著性差异。与A组相比,苦参碱上调了B~E组BMECs中Caspase-3、p53、STAT1和SOCS3基因的相对表达量。【结论】低质量浓度苦参碱能够促进BMECs增殖,高质量浓度苦参碱则会抑制BMECs增殖;不同质量浓度苦参碱均可提高BMECs的抗氧化能力,其中50μg/mL苦参碱提高BMECs抗氧化能力的效果最明显。     

自适应低振动步行轮仿生设计与性能分析

为提高具有高通过性的步行轮平顺性,基于鸵鸟足运动姿态与跖趾关节储能减振机理,运用工程仿生学原理与技术,设计了一种仿生自适应低振动步行轮。有限元数值模拟结果表明,轮上载荷30 N,角速度10(°)/s情况下,相比于传统步行轮,仿生步行轮轮心波动范围在软路面和硬路面分别降低了85.71%和93.33%。采用轻载荷月壤/车轮土槽测试系统验证了仿生步行轮的减振性能。当滑转率小于40%时,仿生步行轮的挂钩牵引力均大于传统步行轮;当滑转率大于40%,且仅在角速度为20(°)/s时,仿生步行轮的挂钩牵引力才小于传统步行轮,表明仿生步行轮在松软地面具有较好的牵引通过性。同时,相比于传统步行轮,当角速度为30(°)/s时,仿生步行轮在软路面和硬路面的加速度分别减少了6.3%和15.8%,振幅分别减小了14.6%和9.6%。在保证松软地面优越牵引通过性能前提下,仿生步行轮比传统步行轮的轮心波动更小,振动明显降低,有效解决了步行轮多边形效应引起的振动问题。     

一年两熟地区保护性耕作深松试验

为深入了解深松对产量的影响,2013—2017年连续5年进行了深松试验,初步证明小麦玉米一年两熟区,采用保护性耕作免耕后,实施深松能取得明显增产效果。夏深松的效果优于秋深松,5年平均值夏深松比不深松增产5.9%,比秋深松增产2.3%,同时作业费用较低,大面积应用有利农户增产增收。但在夏季干旱严重又缺乏灌溉条件的地区,仍需采用秋深松。深松对作业当季产量影响最大,试验的8季收获中6季为当季产量最高。连续多年深松存在明显的增产效应递减现象,夏深松第1年增产18%,此后逐年降为6.3%、3.9%、3.4%、1.7%。增产效应递减反映出深松对产量影响的两面性:既有疏松土壤、增加田间持水量等正面影响,也有降低播种质量、迟缓土壤有机质积累、减少土壤细菌数量等负面影响,负面影响逐年增大,深松增产效应逐步下降。当增产幅度低于2%时,深松将增产不增收。从本试验看,夏深松第5年、秋深松第3年增产幅度降至投入大于产出的拐点。合理的深松周期需因地制宜,尚需通过进一步试验来确定。     

沼气中CO2化学吸收传质性能分析与传质系数建模

以气相总体积传质系数为指标,在乱堆鲍尔环填料吸收塔内研究了乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)和哌嗪(PZ)4种典型吸收剂对模拟沼气中CO_2的吸收传质性能,考察了吸收剂浓度、吸收剂温度、吸收剂体积流量、CO_2负荷、气体流量与CO_2分压的影响,并建立了MEA、DEA和PZ的气相总体积传质系数的计算经验模型。结果表明,相同吸收剂浓度条件下,PZ具有最优的CO_2传质性能,MEA和DEA次之,TEA最差。随着吸收剂浓度的增加,除TEA外,其他3种吸收剂的气相总体积传质系数均大幅增加,填料塔出口CO_2体积分数大幅下降,且MEA在3.27 mol/L时可获得最高的气相总体积传质系数(1.37 kmol/(m~3·h·k Pa));提升吸收剂体积流量、吸收剂温度、气体流量及降低吸收剂初始CO_2负荷均可有效增加吸收剂的气相总体积传质系数,但CO_2分压变化对气相总体积传质系数影响不显著。最后,建立了MEA、DEA和PZ吸收剂的气相总体积传质系数的计算经验公式,且气相总体积传质系数的试验值与计算值之间的绝对平均误差均小于14%。     

基于红外光声光谱的农作物秸秆导热系数定量分析

选用我国华北地区具有代表性的小麦、玉米、水稻秸秆样品,对比研究了偏最小二乘(PLSR)和高斯核支持向量机(RBF-SVR)分别构建单一和混合种类秸秆全波段定量分析模型的效果,探讨了红外光声光谱耦合化学计量学方法构建我国主要粮食作物秸秆导热系数定量分析模型的可行性。研究发现,小麦秸秆和水稻秸秆导热系数RBF-SVR非线性模型,以及玉米秸秆、混合种类秸秆的PLSR线性模型效果较优。进一步应用蚁群算法与上述最优建模方法相结合,构建了更加优化的小麦秸秆、玉米秸秆、水稻秸秆和混合秸秆导热系数模型,验证决定系数(R_p~2)分别为0.77、0.83、0.96和0.79,验证均方差(RMSEP)分别为0.007 8、0.015、0.005 9、0.014 W/(m·K),验证相对分析误差(RPD)分别为2.81、2.41、7.39和2.15。研究结果表明,红外光声光谱技术结合先进适用的化学计量学方法可实现我国主要粮食作物秸秆导热系数的快速定量分析,但混合秸秆模型预测精度仍需进一步提升。     

基于五杆机构的丹参膜上移栽机构设计与试验

针对丹参人工移栽作业效率和质量较低、劳动强度较大、现有膜上移栽机不适合丹参裸苗移栽等问题,为保证丹参裸苗机械化移栽立苗率,结合丹参大垄双行覆膜高效生产技术提出的农艺要求,设计了一种五杆式丹参移栽机构,在建立五杆机构的工况约束条件和自由运动约束条件的基础上,结合机构运动学模型利用Matlab建立人机交互可视化辅助界面;借助辅助界面研究栽植器端点的区域轨迹分布特性和机构参数对栽植器端点运动轨迹的影响规律,根据机构运动轨迹要求,通过数值循环比较得到满足丹参膜上移栽要求的五杆机构各构件参数;运用LA-S系列植物图像分析系统测量丹参植株形态的特征参数并根据特征参数设计鸭嘴栽植器各参数。样机试验结果表明:基于五杆机构的丹参膜上移栽机构在满足丹参移栽农艺要求的同时能保证丹参裸苗移栽的大升程轨迹、立苗率要求和作业质量,丹参移栽机构的立苗合格率为97.3%、立苗优良率为94.0%、漏栽率为2.5%、株距变异系数为6.5%、栽植深度合格率为94.6%。     

阀用超磁致伸缩致动器弓张结构静、动态建模与优化

为满足大流量超磁致伸缩电液伺服阀的驱动需要,设计了一种结构紧凑的弓张放大式超磁致伸缩致动器;基于力学基本原理和振动理论知识建立了弓张结构的静、动态模型;分析了弓张结构尺寸参数对其静、动态性能的影响;结合弓张放大式超磁致伸缩致动器应用于电液伺服阀的要求,利用多目标优化法确定了其结构尺寸最佳参数值,并利用有限元法对其静、动态模型进行了验证;设计了弓张放大式超磁致伸缩致动器样机,搭建了实验系统,并进行了静、动态实验。实验结果表明,弓张结构的放大倍数在8.13~8.72间波动,输出端最大位移可达107.9μm,固有频率约为168 Hz,测试所得结果与其静、动态模型计算值基本吻合;通过与优化前的性能相比,弓张结构的静态放大倍数在满足要求的条件下,其动态固有频率提高了55.6%;所设计的弓张放大式超磁致伸缩致动器基本上能够满足伺服阀的驱动要求,证明了该优化设计方法的有效性。