基于离散单元法农田土壤单轴压缩模型的建立及参数校核

建立基于离散单元法的农田土壤单轴压缩可靠模型,并较准确模拟真实土壤力学性能,在有限元理论的基础上,借助Flunet-UDF能将模型网格信息写出的特点,利用EDEM软件自定义工厂生成不饱和土壤单轴压缩模型,并对其进行仿真试验。仿真试验结果表明:切向接触刚度和曲线的上升段与应变轴夹角、峰值、下降段与应变轴夹角均有关,上升段、下降段与应变轴夹角、峰值随切向接触刚度增大而增大;曲线的峰值在随临界切向应力减小而减小,下降段落点随临界切向应力减小而离原点越近;下降段与应变轴夹角随法向接触刚度增大而增大;下降段与应变轴夹角随临界法向应力减小而增大。当法向接触刚度为210 MN/m3、切向接触刚度为80 MN/m3、临界法向应力为30kPa和临界切向应力为8kPa时,该组黏结参数能较可靠表征含水率为10.5%的耕地土壤力学特性。     

基于最小二乘法的落叶松木粉粒径数学建模与分析

【目的】建立落叶松木粉粒径与长宽比的数学模型,通过分析数学模型和其二阶导数,揭示木粉长宽比随粒径减小的变化趋势及变化的根本原因,获得最大长宽比对应的粒径,为建立长宽比与力学性能之间的定量关系提供参考。【方法】利用光学显微镜拍摄获得木粉的显微图像,测算获得目标木粉成熟管胞的平均长度、平均宽度以及木粉粒径的大小。通过数字图像处理技术提取单木粉颗粒的矩形度、长宽比：将原始木粉显微图像由 RGB颜色空间转到Lab颜色空间,提取其b分量;对b分量图像用3×3模板进行中值滤波;用K-means算法将去噪后图像聚类为2类,得木粉的二值图像;对二值图像用5×5的结构元素进行先开启后闭合的数学形态学运算;用八连通区域法标记图像中的单木粉颗粒;对标记后图像用目标区域像素点个数统计法计算获得单木粉颗粒的几何面积,用主轴法获得单木粉颗粒的最小外接矩形的长、宽、面积;计算获得单木粉颗粒的长宽比、矩形度数据。采用最小二乘法对木粉粒径与长宽比进行数据拟合,通过分析评判多项式、高斯和傅里叶3种拟合函数后选用高斯方程表达得木粉粒径与木粉长宽比的数学模型,再根据其拟合曲线方程计算得其二阶导数,结合模型的二阶导数和测算得的木粉管胞数据对高斯模型进行分析与讨论。【结果】矩形度不随木粉粒径的减小而变化,均值在0.6～0.8之间。长宽比随粒径减小出现先增大后减小的趋势：木粉粒径在1100～576μm 时,长宽比数值从接近于1开始逐渐增大;木粉粒径为576μm时(与本文目标木粉成熟管胞的平均长度563.82μm接近),长宽比达到最大数值4.6;木粉粒径在576～30μm时,长宽比逐渐减小;而粒径小于50μm 时(与目标木粉成熟管胞的平均宽度46.498μm接近),长宽比数值再次趋近于1。【结论】长宽比的变化与管胞破裂密切相关：木粉粒径大于管胞长度时,木粉主要通过纵向断裂使粒径减小;粒径与管胞长度接近时,长宽比较大;粒径小于等于管胞宽度范围内,木粉主要是横向断裂,而长宽比基本不再发生变化且趋近于1。长宽比和冲击强度随粒径减小的变化趋势是一致的,长宽比是影响材料力学性能本质因素之一。     

基于SHPB试验的桦木压缩动力学特性

【目的】利用木材动态压缩加载试验研究热磨机研磨解离破碎阶段木材原料受动态压缩载荷的动力学特性,并研究应变率、加载方向对木材原料动力学特性的影响,旨在深化木材原料研磨解离机制的研究,为热磨法纤维分离设备及磨片的齿形结构优化设计提供理论指导。【方法】利用 Hopkinson 杆试验装置对含水率为12.65%、密度为0.50 g·cm －3的桦木试件进行应变率约为400,800,1200 s －1,加载方向为径向、弦向和轴向的动态压缩试验,获得桦木在不同应变率及方向上动态压缩加载的解离特征、动态应力－应变曲线及相应的力学特性。【结果】对比分析各组试验后试件的破坏形态发现：1)当应变率约为400 s －1时,径向、弦向和轴向加载的试件主要发生塑性变形;2)当应变率约为800 s －1时,径向加载试件被解离成几大块,并且有一些“火柴棍”状的小试件从大试件上剥离;弦向加载试件沿加载方向上产生更大的塑性变形,并且在试件上、下两端处沿加载方向产生贯穿性裂纹,试件被解离成三大块;轴向加载试件受载面边缘处的纤维大量产生压溃现象,在加载面上产生贯穿性裂纹且有片状小试件从大试件上剥离;3)当应变率约为1200 s －1时,径向加载试件被解离成大量“火柴棍”状的小试件,并且小试件的尺寸明显小于应变率为800 s －1时;弦向加载试件沿加载方向上产生的塑性变形与应变率为800 s －1时相当,但是试件上端处被解离成许多片状的小试件,并且沿加载方向试件上产生了数条贯穿整个试件的大裂纹;轴向加载试件被解离成大量短粗状的小试件,并且小试件上带有明显的褶皱。对比分析各组试验试件的应力－应变曲线发现：1)动态压缩加载条件下桦木的应力－应变曲线可以由屈服点应变分为弹性阶段和屈服后弱线性强化阶段2部分;2)桦木沿径向加载应变率约为400,800,1200 s －1时,其屈服强度和韧性模量分别为4.56,10.49,14.22 MPa 和2.88,8.32,20.70 kJ·cm －3,应变率从400 s －1增加到1200 s －1时,屈服强度和韧性模量分别增加了2.11和6.19倍;3)桦木沿弦向加载应变率约为400,800,1200 s －1时,其屈服强度和韧性模量分别为5.87,7.90,9.65 MPa 和2.53,7.41,12.92 kJ·cm －3,应变率从400 s －1增加到1200 s －1时,其屈服强度和韧性模量分别增加了0.64和4.10倍;4)桦木沿轴向加载应变率约为400,800,1200 s －1时,其屈服强度分别为22.90,71.41,96.37 MPa 和18.79,67.74,114.32 kJ·cm －3,应变率从400 s －1增加到1200 s －1时,其屈服强度和韧性模量分别增加了3.21和5.08倍。【结论】随着应变率的增加,桦木的解离程度加大,径向加载最易解离,轴向加载最难解离;桦木的动态压缩屈服强度、动态压缩韧性模量具有很强的应变率敏感性,是一种应变率敏感材料。     

连续翻耕秸秆粉碎还田土壤物理性状及水稻产量

通过连续5年田间定位试验,研究了翻耕秸秆粉碎还田对稻麦两熟农田土壤物理性状、水稻产量及其构成因素的影响。结果表明,水稻收获时,翻耕秸秆粉碎还田处理能够有效降低耕层土壤容重、紧实度和土壤中固相部分所占比例,增加耕层土壤毛管孔隙度和土壤中气相部分所占比例。就水稻产量而言,翻耕秸秆粉碎还田处理较秸秆不还田处理有不同程度的提高,5年平均增产428 kg/hm~2,增幅为4.50%,主要是通过增加有效穗数和穗粒数来提高水稻产量。总之,本试验条件下,翻耕秸秆粉碎还田措施有利于改善耕层土壤物理结构,提高水稻产量。     

Effect of phosphorus fertilizer application on the performance of maize/soybean intercrop in the southern Guinea savanna of Nigeria

Field experiments were conducted at the Teaching and Research Farm, Ladoke Akintola University of Technology, Ogbomoso, Nigeria in 2007 and 2008 to determine the effects of phosphorus fertilizer application on performance of intercropped maize and soybean. The experiments, arranged as a split plot in a randomized complete block design, replicated four times. A cropping system with sole maize, sole soybean and maize/soybean intercrop formed the main plot treatments while P rates with 0, 15 and 30 kg P₂O₅ ha^?1 were the subplot treatments. For both years, neither P fertilizer application nor cropping systems had a significant effect on maize grain yield. However, soybean grain yield was significantly higher (92.3% in 2007 and 44.5% in 2008) under sole cropping than under maize/soybean intercropping. On average, N fixed by soybean increased with the increase in P rate (from 51.8% without P to 60.5% with 30 P), but there was no significant difference in N fixed by sole soybean and soybean/maize intercrop. However, the interaction effect on N fixed between cropping systems and P rates was significant (P ≤ 0.05). N, P and K contents in maize grain were significantly higher (>100%) in intercropped maize than in sole maize. The cropping systems had no significant effect on post-harvest soil chemical characteristics. The land equivalent ratio was 1.52 in 2007 and 1.78 in 2008. The result shows that in utilizing legumes for N enrichment, the alleviation of P deficiency can enhance N₂-fixation by legumes. Furthermore, P replenishment in a maize/soybean intercrop may improve maize grain quality even though yield is not increased.     

液罐车稳定性最优控制仿真

针对重型液罐车在紧急避障或转弯时液体和车体相互耦合作用引发的侧翻危险,用势流理论建立液体晃动控制方程并求解液体晃动力和力矩,结合半挂车刚体模型,将液体晃动模型统一到液罐车整车模型中。在鱼钩工况下,对比分析装载等质量液体和固体在激励作用下对罐车稳定性的影响。在非稳态因素影响下,设计了最优控制策略,并进行TruckSim/Simulink 联合仿真分析。结果表明:最优控制策略提高了车辆的鲁棒性,对增强液罐车的稳定性具有指导意义。     

感应式高压静电喷头雾滴荷电效果影响因素分析

为研究如何在有限的充电电压下获得良好的雾滴荷电效果,首先建立了雾滴荷电过程的等效模型,对影响雾滴荷电效果的关键性参数进行理论推导;然后采取圆环形和仿形两种电极形式,取3个高压电极的关键性技术参数,设计4种不同的高压电极方案;最后配合2、2.5mm两种不同的绝缘层厚度,为雾锥角为80°的空心圆锥雾喷头TR 80-04设计了8种不同的高压静电罩,用网状目标法与法拉第筒法结合的荷质比测量系统对其荷电比进行测量,以荷质比评价其荷电效果的优劣。结果证明:理论分析与试验研究达到了良好的一致性,仿形电极的荷电效果明显优于圆环形电极,且电极宽度、电极中心到喷口的轴向距离与雾滴荷质比正相关,为高压静电罩的合理设计提供了可靠的理论和试验依据。     

双季稻区不同栽培方式对水稻光合生理特性、粒叶比及产量的影响

为探明洞庭湖平原双季稻区不同栽培方式对水稻光合生理特性、粒叶比和产量的影响,以常规稻和杂交稻为材料,对塑料软盘育秧抛栽、手插和机插3种栽培方式水稻的光合生理特性、粒叶比和产量进行系统的比较研究。结果表明:1)抛栽和手插水稻叶片的叶绿素含量(SPAD值)在分蘖期、齐穗期和灌浆期均显著高于机插,但各栽培方式间在成熟期无显著差异。2)叶面积指数(Leaf area index,LAI)在水稻主要生育期表现为:抛栽手插机插。3)手插早稻的颖花数/叶面积、实粒数/叶面积和粒重/叶面积分别比机插平均增加17.7%、20.6%和10.0%,抛栽晚稻分别比机插平均增加29.1%、37.3%和12.1%。4)分蘖期、齐穗期和灌浆期,不同栽培方式水稻叶片光合速率大小顺序为抛栽手插机插。5)分蘖期和齐穗期,水稻叶片气孔导度大小顺序为抛栽手插机插;成熟期,则表现为手插机插抛栽。6)水稻各个生育期,叶片蒸腾速率表现为抛栽手插机插,但各栽培方式间均无显著性差异。7)不同栽培方式间水稻产量差异显著,抛栽最高,机插最低;抛栽和手插早稻分别比机插增产1 203.3~1 346.7和776.7~1 045.4kg/hm2,晚稻分别比机插增产2 128.7~2 212.2和1 574.2~1 603.9kg/hm2。说明不同栽培方式水稻光合生理特性和产量有各自特征,与机插相比,抛栽和手插处理提高水稻粒叶比,改善源库关系,有利于改善水稻群体质量和产量构成因素,增加水稻产量。     

提高商品猪瘦肉率技术的研究

本课题在小试、重复和中试筛选出“杜长乐”、“长大乐”较优组合基础上,在基本相同的饲料营养和管理条件下,于1986～1987年进行了生产示范试验.两年来共生产示范猪3591头(其中供港活大猪2807头),良种猪比例达55.1～68.15%.据892头有试验记载猪测定统计,育肥期平均日增重548克,料肉比3.57:1,胴体瘦肉率55.96～57.74%,并获得了明显的经济效益.达到了省科委下达本项目的主要技术经济指标.     

双酶法水解罗非鱼下脚料制备降血糖肽的工艺研究

以水解度和α-葡萄糖苷酶抑制率为评价指标,确定双酶复合水解罗非鱼下脚料的方案,并通过单因素试验和正交试验进行优化,最后得到最适酶解工艺参数为先在碱性蛋白酶在温度50℃,加酶量10000 U/g,pH值9.5,底物质量分数6%条件下水解;再在胰蛋白酶在温度37℃,加酶量10000 U/g,pH值8条件下水解100 min。此工艺条件下罗非鱼下脚料水解度、水解产物的α-葡萄糖苷酶抑制率分别为48.26%和41.46%。