压缩过程影响草捆形态稳定性的流变学试验研究

草捆的形态稳定性是衡量其质量的主要指标之一。目前常用的方捆机所生产的产品在不同程度上仍存在着草捆形状和尺寸不规范、外型和尺寸不稳定以及散捆率较高等问题。草物料属于粘弹性物料,在外力作用下所产生的变形由永久性变形和可恢复变形组成,而可恢复变形所产生的变形恢复力与草捆的密度和应力松弛有关。当草捆的密度不均匀时将引起草捆的不同部位所产生的变形恢复力出现差异,这是引起草捆形态不稳定的根源。该文在实际压捆生产条件下对不同物料进行试验,应用流变学的理论,研究压缩过程中由于喂入不均匀引起的草片上、下截面变形恢复力的变化规律和差异,以及应力松弛对变形恢复应力的影响,建立相应的数学模型,并为压捆机的设计和实际生产提供依据。     

基于Abaqus的耦合式玉米秸秆皮穰分离仿真与试验

为提高玉米秸秆皮穰分离率、推进秸秆高值化利用进程,采用Abaqus/Explicit动力学显式求解器和中心差分求解法对异向碾压和异向碾压锤切2种耦合式皮穰分离方法进行模拟分析,确定最佳耦合分离方式为异向碾压锤切耦合作用进而试制秸秆异向碾压锤切皮穰分离试验台,并确定最佳工作与结构参数。以刀盘转速、碾压揭皮辊转速和刀片滑切角为试验因素,以秸秆皮穰分离率为试验指标,通过三元二次正交回归组合试验对分离试验台进行参数优化利用Design-Expert进行数据分析建立因素与指标间数学模型。试验表明:在刀盘转速为449 r/min、碾压揭皮辊转速为226 r/min、刀片滑切角为46°的最优工作参数组合下,皮穰分离率为88%,分离后的皮穰呈段状,满足实际生产需求。     

压捆农业纤维物料力学特性测试方法研究

通过对实际应用的9KG-350型液压式高密度压捆机进行改进,将其压捆室由单一截面改进为多个可调截面,压捆室长度也改进为可调,并通过布置一系列力传感器及位移传感器,可测试草片压捆过程中沿压捆室长度方向及截面方向的压缩力变化、推移规律及草片变形规律。该测试系统数据采集部分以LabVIEW7.1软件为开发平台,经实际测试证明,该测试系统运行正常,并具有便于调节、方便快速、可靠性高、易于扩展的特点。     

基于GPC-ILC的秸秆捡拾致密成型机主轴转速控制方法研究

为解决秸秆捡拾致密成型机主轴转速自动控制问题,以利于致密成型机全程智能化作业,设计了电液控制系统的数学模型与转速预测模型,提出了一种基于GPC-ILC的致密成型机主轴转速控制方法,通过采集先前成型机运行过程中的输入、输出数据,使用带遗忘因子的最小二乘法辨识广义预测控制的参数模型并计算预测输出值,根据以往过程的累计平均模型误差修正预测输出值,并引出迭代学习控制律,在线实时计算新的控制量,实现主轴转速的控制。场地收获试验表明：增负荷时,转速最大动态偏差为3.21r/min,与目标值的偏差为2.6%,最大余差为1.23r/min;减负荷时,最大动态偏差为2.23r/min,与目标值的偏差为2.47%,最大余差为0.89r/min;增减负荷转速达到稳定时间小于5s,超调量小于3%。田间试验表明：最大动态偏差为3.75r/min,与目标值的偏差为3.47%,最大余差为1.79r/min,满足成型机田间作业的需求。GPC-ILC算法可及时校正模型失配、干扰引起的转速控制的不确定性。     

基于SolidWorks培养料仿生装袋机的优化设计

食用菌生产过程中,装袋是用工量最大、最易使培养料感染细菌的一道工序.为此,通过利用SolidWorks软件对螺旋搅龙输送培养料的工作过程进行了模拟和动力分析,提高培养料仿生装袋机设计可靠性,优化培养料仿生装袋机的结构,为提高培养料仿生装袋工作性能提供了理论依据.     

玉米秸秆散粒体颗粒Burgers接触模型参数的确定方法

为建立玉米秸秆散粒体成型离散元模型,以不同压缩参数进行成型试验,利用离散元仿真软件基于内置Burgers模型对压缩过程建立仿真模型,并利用控制变量法针对模型参数设计了5组对照试验,分析颗粒模型微观参数对模型宏观力学行为影响规律。仿真试验结果表明:Maxwell体弹性系数增大时,加载至目标载荷所需位移增加,仿真结束时残余应力增加;Maxwell体黏性系数增大时,加载结束后残余应力增加。Kelvin体弹性系数增大时加载至目标载荷所需的位移减小,仿真结束时残余应力减少。Kelvin体黏性系数增大时加载结束时应力突降值增大,但仿真结束时残余应力减小。摩擦系数主要影响加载至目标载荷所需位移,摩擦系数越大,加载至目标载荷位移越小。依此规律,通过调试微观参数,确定适用于描述样品玉米秸秆散粒体物料的仿真模型参数:Maxwell体弹性系数Em为1.75×105N·m-1,黏性系数ηm为2.6×107N·s·m-1;Kelvin体弹性系数Ek为1.8×104N·m-1,黏性系数ηk为0.7×104N·s·m-1,摩擦系数f为0.5。该参数下仿真模型压缩过程力学曲线与实验室物料压缩试验所得力学曲线吻合;物料填充阶段,力链强度受物料自重影响,载荷开始施加后,强力链主要集中于加载面附近,当施加应力达到0.92MPa时,强力链在成型腔内趋于均匀分布。压缩结束后力链分布特征与实验室物料压缩样品特征吻合,证明了所建立的仿真模型的合理性及模型参数确定方法的可行性,为后续生物质物料成型研究提供了参考。     

IS模型在淤地坝设计中的应用

利用GIS的空间分析功能,建立流域数字高程模型（DEM）自动提取地形地貌数据,对陕北县南沟小流域的沟道进行水文水利计算、工程布置、土方量计算、淤地坝设计,并利用CAD引擎绘制结构设计图、三维动态图,从不同的高度和角度进行可视化分析,产生如同真实的立体景观效果,以期为淤地坝设计提供理论依据,减少水土流失。     

含稻秸蔬菜育苗基质块成型工艺参数优化

为了确定黄瓜育苗块成型的最优工艺参数,以育苗基质和水稻秸秆的混合物为原料,育苗块的抗破坏强度和尺寸稳定性为成型质量检测指标,采用四元二次回归通用旋转组合试验设计结合响应面法,探讨了原料含水率、压力、秸秆长度和秸秆含量对育苗块成型的影响,建立了黄瓜育苗块成型特性参数与各因素之间的回归模型.综合分析表明,各因素对育苗块抗破坏强度的影响主次顺序为:压力＞秸秆长度＞含水率=秸秆含量,在交互作用中,含水率与秸秆含量、压力与秸秆长度、秸秆长度与秸秆含量对育苗块抗破坏强度的影响显著(P＜0.05);各因素对育苗块尺寸稳定性的影响主次顺序为:秸秆含量＞含水率＞压力＞秸秆长度,含水率与秸秆长度的交互作用对育苗块尺寸稳定性的影响较显著(P＜0.05).利用Design-Expert8.0.6软件得出理论最优工艺参数,并考虑试验的可操作性,对理论最优工艺参数进行调整及试验验证,得到最优工艺参数:含水率为21％,压力为4.5 kN,秸秆长度为10mm,秸秆质量分数为12％,该组合条件下的育苗块抗破坏强度为23.03 N,尺寸稳定性为82.83％.分析表明,优化后育苗块的理化特性符合黄瓜育苗的农艺要求.该研究可为黄瓜育苗块成型机工艺参数优化提供理论和实践依据.     

基于机器视觉的种薯自动切块机设计

现阶段中国市场没有成熟的种薯切块机,薯农主要依靠手工切块。其主要原因是种薯切削需要控制切削位置以保留薯芽的顶端优势,普通机器不能识别薯芽,并控制切刀切削方位。为此,使用数字图像处理技术,实现了薯芽及其位姿的实时识别,开发了相应的控制系统,设计了基于机器视觉的薯种自动切块机。试验表明:薯芽识别正确率达100%,位姿识别正确率达98.5%,耗时107.431ms,满足使用要求。     

数字图像处理技术在农产品方面的应用

随着计算机与图像处理技术的发展,数字图像处理技术已广泛应用到农业工程领域,尤其是在农产品方面的应用已取得了重大成果.为此,从3方面介绍了数字图像处理技术在农产品方面的研究进展及其应用现状,并分析了目前应用中存在的技术难题及进一步研究的展望,旨在对后续研究和完善精细农业提供必要的参考.