耕作方式转变和秸秆还田对土壤活性有机碳的影响

深松是解决长期旋免耕后耕层浅薄化、亚表层(15~30 cm)容重增加等问题的有效方法之一,长期旋免耕后进行深松显著影响土壤有机碳及其组分的周转。为对比转变耕作方式对土壤活性有机碳(LOC)及碳库管理指数的影响,该研究基于连续6 a的旋耕转变为深松和免耕转变为深松定位试验,对比了2012-2014年长期旋免耕农田进行深松对农田土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响。研究结果表明,耕作方式转变和秸秆还田均对土壤LOC含量、活性有机碳与有机碳的比例(LOC/SOC)和碳库管理指数产生显著影响。相对于原旋耕秸秆还田处理(RTS),虽然旋耕-深松秸秆还田处理(RTS-STS)提高了0~30 cm土层的LOC含量,但其土壤中LOC/SOC比例和碳库管理指数显著下降。而免耕-深松秸秆还田(NTS-STS)处理和耕作方式未转变的免耕秸秆还田处理(NTS)在0~10 cm土层其LOC含量无显著性差异,但NTS-STS处理显著提高LOC/SOC比例。耕作方式转变导致RTS-STS处理碳库管理指数随着土层的加深而逐渐降低,而NTS-STS处理则呈逐渐升高趋势。耕作、秸秆、年份、耕作与秸秆、耕作与年份及3者交互作用是导致耕作方式转变后各处理0~30 cm的LOC含量变化的主要作用力(P0.05)。秸秆还田条件下,将长期旋耕处理转变为深松可显著降低土壤SOC中的LOC比例,降低碳库管理指数,促进土壤碳库的稳定性;而长期免耕处理转变为深松能够显著提高土壤下层(10~30 cm)的土壤碳库活性。     

施肥水平和种植密度对张杂谷5号产量及其构成要素的影响

优质高产的杂交谷子为我国乃至世界的粮食保障提供了有力保障, 但良种需良法配套, 为此研究杂交谷的最佳栽培条件。采用5因素二次通用旋转组合设计, 探讨氮、磷、钾、行距和株距对张杂谷5号产量及其构成因素穗数、穗粒数、千粒重的影响。结果表明, 产量与穗数、穗粒数显著正相关, 而与千粒重无显著相关。氮、行距、磷、钾对产量和穗粒数有显著影响, 氮肥和行距影响较大, 而磷和钾肥影响较小。行距、株距和氮对穗数有显著影响, 随着施氮量的增加以及株距和行距的缩小, 穗数呈增加趋势。施磷水平对千粒重有显著影响, 随着施磷量的增加, 千粒重表现先升后降的趋势。在研究的5个因素中, 施氮水平、施钾水平以及株距之间交互作用对穗粒数和产量有显著影响;施氮水平与株距之间的交互作用对千粒重有显著影响。该5因素与产量间回归关系极显著, 拟合程度较高, 可用于实际生产预测。使张杂谷5号产量最大的农艺方案为N施用量186 kg hm^–2, P₂O₅施用量95 kg hm^–2, K₂O施用量60 kg hm^–2, 行距23 cm, 株距13 cm, 预期产量为6 683 kg hm^–2。     

超声波提取菜籽粕中水溶性蛋白工艺的研究

以醇变性菜籽粕为原料,采用超声波提取水溶性蛋白,在单因素试验基础上,采用二次正交旋转组合方法,优化得到最佳提取条件为:pH值13,提取时间12 min,提取温度35℃,醇变性菜籽粕质量分数3%,在此条件下,水溶性蛋白质量分数达45.97%。     

木材摩擦焊接技术的研究进展

木材摩擦焊接是一种具有发展前景的无胶胶合技术,为深化对木材焊接技术的认识,介绍了木材摩擦焊接技术的研究进展,探讨了焊接技术的发展方向。介绍了焊接原理、焊接效果、焊接影响因素及焊接性能改善的研究现状,讨论了摩擦焊接过程中温度与时间的函数模型,综述了焊接理论的有限元模型及焊接接头破坏机制的研究,结合木材焊接的特点及研究现状,提出了未来研究的设想。结果表明,除了木材种类、纹理方向、含水率及添加剂等共同影响因素外,对于不同的焊接方式,焊接效果的影响因素不尽相同,线性摩擦焊接的主要影响因素有施加压力、焊接频率和振幅、焊接时间、保压压力及保压时间等,旋转摩擦焊接的主要影响因素有木榫旋转速率、给进角度与速率、圆木榫直径与预留钻孔孔径的比值等。焊接界面的部分材料在水中会发生溶解,防水性能的缺陷限制了摩擦焊接技术在室外构件中的应用,焊接前的预处理能有效提高耐水性,部分添加剂的使用能起到改善焊接性能的作用。焊接传热模型有助于了解焊接过程发生的物理化学变化,有限元模型有助于从力学角度分析焊接构件的破坏机制。木材焊接技术可能向着结构构件工业化生产的方向发展,深入了解焊接构件的破坏机制、通过成熟工艺改善焊接效果、制造出便于工业化生产的焊接设备将会是未来研究的重点。     

开沟播种施肥综合作业机设计

农业联合作业技术是在农业生产中将多种机具、多道工序在1台机具上得以实现的农业作业技术,是现代化农业的发展之路,是减少资源浪费和降低成本的重要方式。联合作业机具有效率高、作业成本低、农机利用率高和节约能源等多种优点,目前国内使用的联合作业机主要适用于我国北方旱作耕地,适用南方的机型较少。为此,本文给出了旋耕灭茬施肥播种联合作业机的设计方案,可适合于小麦和油菜的施肥播种。     

基于VR技术的旋耕埋草机功率检测研究

为了提高旋耕埋草机的功率检测准确性和效率,实现旋耕埋草机的结构优化,将VR虚拟现实技术引入到了埋草机的功率测算过程中,并采用Lab VIEW软件设计了功率检测虚拟平台,从而实现了旋耕埋草机的功率数据采集、处理和仿真模拟。为了验证方案的可行性,以一台简单的旋耕埋草机为例,在农田里展开了试验。首先,对其作业性能进行了测试,在保证其能正常作业的情况下采用虚拟仪器对功率进行了测算,并将其和实际功率仪器上的采集功率进行了对比。结果表明:采用虚拟仪器得到的功率和实际功率相吻合。由此验证了方案的可行性,为旋耕埋草机的优化设计提供了数据支持,为农机智能检测仪器和嵌入式系统的开发提供了较有价值的参考。     

转鼓式固体发酵罐支承结构设计及有限元分析

为实现以甜高粱为原料的先进固态发酵法(advancedsolid-statefermentation,ASSF)生产燃料乙醇工艺的大规模、自动化、连续生产而开发的大型转鼓式固体发酵罐,其支承结构的设计是影响设备安全稳定运行的决定性因素。通过分析甜高粱秆碎料在发酵罐内的运动特点,确定了加载在筒体和支承结构上的载荷状况。应用有限元分析软件ANSYS对的支承系统各部件进行了三维实体建模,考虑了各部件间的接触关系,对工作状态下的非线性接触应力做出了理论分析和数值模拟,分别得出了支承系统内摩擦环、支撑轮和轮轴的应力分布规律。根据有限元分析结果,以限制筒体变形量和避免疲劳裂纹扩散作为主要关注点,提出了在制造过程中需要控制焊接变形和减少焊接残余应力的重点部位和技术要求。通过电测应力法在工程现场对仿真结果进行验证,结果表明:有限元计算对应力峰值部位预测结果与试验值一致,得到的应力分布规律具有较高的准确性。该研究可为类似大型回转式农业机械的支承结构的设计提供参考。     

基于Workbench的某转子发动机偏心轴强度分析

以某转子发动机的偏心轴为研究对象,对偏心轴的振动及最大爆发压力下的瞬态冲击应力进行了分析。运用CATIA软件建立偏心轴三维模型,将模型输入ANSYS Workbench进行模态和强度分析,得出了输出偏心轴的前6阶固有频率和及偏心轴在最高爆发压力下的瞬态冲击应力。结果表明,偏心轴的最低阶固有频率高于偏心轴的激励频率,最大爆发压力下的极限应力发生在轴承段与主轴颈的过渡圆角处。     

旋转轴唇形油封泵汲效应

基于旋转轴唇形油封的微观和宏观泵汲原理,应用流体动力学一维雷诺方程及油膜厚度表达式,假设唇口接触压力分布近似为三角形推导出泵汲率方程,计算分析了安装相关参数(接触宽度、抱轴力)、结构参数(油侧唇角、空气侧唇角)及运行参数(转速)等对泵汲率和密封性能的影响.结果表明,优化前和优化后2种油封模型的泵汲率均大于0,满足密封要求.抱轴力一定时,接触宽度增加,泵汲率增加;接触宽度不变时,随抱轴力的增加,油封唇口摩擦扭矩增大,泵汲率逐渐变小,但变化幅度不大.空气侧唇角不变时,随着油侧唇角增加,2种油封的泵汲率均显著增加;油侧唇角一定时,空气侧唇角增加,泵汲率逐渐减小.随着转速增大,唇口动压效应增强,泵汲率随之增大.2种油封相比较,优化后油封明显具有更好的泵汲效应和密封性能.     

自进式管道清洗喷头的喷嘴布置

自进式旋转喷头是管道清洗用高压水射流清洗装置的关键执行部件,为了保证自进式旋转喷头在管道清洗过程中能够稳定地自进和旋转,分析了自进式旋转喷头的喷嘴数目、夹角及偏心量对其运动和清洗效果的影响,通过对比旋转式喷头与非旋转式喷头、无偏心喷头的喷嘴布置及清洗效果,得出结论:喷嘴数目、夹角及偏心量是保证喷头自进和旋转的关键,且三者之间相互关联,进而分析了喷嘴布置设计的要点。基于此,提出了一种合理高效旋转喷头的喷嘴布置方式,既能使自进式旋转喷头稳定运动,又能提高高压水清洗的效率。