玉米全膜双垄沟气动直插式穴播机设计与仿真

玉米全膜双垄沟播农艺技术抗旱、增产,实现其机械化膜上播种将是必然趋势。依据玉米全膜双垄沟农艺技术要求,设计了气动直插式穴播机,对作业机关键作业参数进行了设计计算,并结合STEP控制函数对其播种运动轨迹进行仿真分析。为揭示气动播种单体成穴器与种床土壤互作机理,借助ABAQUS有限元法构建了成穴器与种床土壤互作三维模型,分别获得了对应的Mises应力云图、空间位移云图和塑性应变云图。仿真结果分析表明:在相同的气动直插播种作用力下,锥形成穴器与种床土壤互作应力最大值约为1.541 MPa,是楔形成穴器与种床土壤最大值的1.39倍;在相同的载荷与分析步时间内,锥形成穴器对种床土壤作业下的最大塑性变形量约为19.35mm,楔形成穴器对种床土壤的最大塑性变形量约为12.35 mm。因此,锥形成穴器较楔形成穴器形成播种穴孔的能力及动土量效果更好。研究结果将为西北旱区玉米全膜双垄沟机械化播种装置的研发提供参考。     

转锥式生物质热解装置中热载体加热炉理论计算

结合燃油燃气锅炉和气力输送的设计理论与方法,自行设计制造一种新型的热载体加热装置,以解决生物燃油制备过程中热载体的加热问题,为该项技术的推广应用奠定基础。     

新型气力供料器的研究

根据目前市场上对供料装置的特殊需求,设计出了一种新型的供料装置。新设计开发的供料器采用风机分流的气力侧面进给,吹动供料器叶片,使物料顺利落下。该供料器增强了密封性能,清洁方便,满足使用性能。其特点是：减少了一套驱动叶片旋转的传动装置,利用较为简单的结构形式,实现供料器的供料;并且体积小、重量轻、结构紧凑、制造容易、装调方便。     

水稻气力有序抛栽钵苗运动过程研究

为了研究水稻气力有序抛栽,一般采用土槽试验或者田间试验的方式,但这种方式费时费力。为此,提出采用仿真试验的方式,研究水稻气力有序抛栽钵苗运动过程,并通过高速摄影试验验证仿真的合理性。仿真试验采用ANSYS FLUENT和ANSYS LS-DYNA相结合的方式,模拟抛栽气压为0. 5MPa时,水稻钵苗在导苗管内的运动过程。仿真试验表明:水稻钵苗会紧贴导苗管中段侧面下滑,导致钵苗抛离导苗管时,横向位置有集中分布现象;导苗管前后壁无相同作用,导致钵苗纵向位置分布无明显规律。相应研究为改进导苗管结构及提高抛栽有序性提供了理论依据。     

基于CFD-DEM的集排式分肥装置颗粒运动数值分析

为研究气力集排式分肥装置中肥料颗粒的流动特性,本文通过离散元法与计算流体动力学耦合仿真的方法进行分肥装置颗粒运动数值分析。在气固耦合模型中,使用EDEM软件模拟固相肥料颗粒,Fluent软件描述气体相。通过研究分配器旋盖锥角和波纹管直径对气流压力、风速及肥料颗粒运动特性的影响,确定分肥装置最佳结构参数,并基于该结构进一步研究入口风速和施肥速率对分肥装置分肥均匀性的影响。模拟仿真和台架试验结果表明:分配器旋盖锥角为120°、波纹管直径为80 mm时,气流和肥料两相在分肥装置中流动性和均匀性最优。在入口风速为25～35 m/s,施肥速率为0. 26～0. 44 kg/s条件下,分肥装置各行施肥量的变异系数均不大于4. 9%,对不同种类肥料的分配精确性和均匀性满足施肥作业要求。     

内充气力式棉花高速精量排种器设计与试验

针对现有气力式棉花排种器高速作业下充种性能不佳、排种精度低的问题,结合内充种式排种器结构特点,设计了一种内充气力式棉花高速精量排种器,该排种器利用内充与气流吸附方式进行双重充种,经清种装置作用后,采用二次投种方式完成排种过程.构建了种子充填与吸附力学模型,确定了关键部件主要结构参数,并对影响排种器工作性能的主要因素进行...     

基于高速开关阀的气动人工肌肉轨迹跟踪控制仿真

针对基于高速开关阀的气动人工肌肉位置伺服控制系统的非线性与时变性,设计了基于气动人工肌肉实验模型的PID反馈控制器,实现气动人工肌肉的高精度运动轨迹跟踪控制。首先,通过实验建模得到气动人工肌肉静态特性的实验模型,然后基于理想气体多变方程,建立可有效描述气动人工肌肉动态特性的数学模型,利用Sanville流量公式建立流经高速开关阀阀口的气体流量方程,并采用脉冲信号调制法生成PWM信号,进而控制高速开关阀占空比。在此基础上,借助PID反馈控制器建立气动人工肌肉气压与轨迹跟踪的控制模型,并采用Simulink对所提出的气压和轨迹跟踪控制方法进行数值仿真。结果表明,所建立的控制模型能够精确地跟踪期望气压和运动轨迹,从而验证了控制模型和控制方案的精确性和可行性,为实现气动人工肌肉高精度轨迹跟踪控制提供了有效手段。     

便携式风力灭火机的数值优化设计

为了进一步提高现有便携式风力灭火机效率,该文对某6MF-30型风力灭火机进行了优化设计。首先通过试验及数值模拟分析了原机效率偏低的原因,然后应用最优化理论,以风力灭火机效率为目标建立数学模型,使用C++软件编程计算得到设计变量的优化组合;以此为基础建立风力灭火机的三维模型,对影响其性能的因素进行分析,并采用商用CFD软件FLUENT对改进前后的风力灭火机流场进行了计算;优化后的风力灭火机其出口全压、流量、效率分别较原机提高了8.95%、5.30%和11.53%。该文所采用的方法可为风力灭火机的设计提供参考。     

田间育种播种机精密排种器的试验

摘要：精密排种器是田间育种播种机的核心部件,为了测定排种器的性能,采用二次回归正交旋转对试验进行设计,运用JPS-12排种器性能检测试验台对气吸式精密排种器排种性能进行研究进行试验研究,得到粒距合格率范围为72.31%～98.17%,漏播率范围为0.51%～18.7%,重播率范围为0.91%～23.07%。对试验结果进行回归分析,得出回归方程,并用MATLAB绘制三维图,得到各个试验因素对试验指标影响的强弱,研究结果可为精密排种器的优化设计提供依据。     

基于气体溶解与油液可压缩性的油气悬架性能研究

基于气体溶解效应和油液可压缩性建立了矿用自卸车使用的混合式油气悬架的非线性数学模型.通过求解非线性数学模型方程组,分析了油气悬架中气体溶解和油液可压缩性对系统内部压力变化的影响,并与试验结果进行了对比分析.结果表明建立的模型能较准确地描述油气悬架的输出力特性,而且气体溶解效应和油液可压缩性在油气悬架设计研究过程中不可忽略.同时,压缩行程中气体溶解和油液可压缩性对油气悬架特性的影响大于伸张行程时的影响.