圆锥指数仪贯入沙土过程的三维离散元法模拟

在圆锥指数仪贯入沙土试验的基础上,建立了半圆柱形沙土料床的三维数值模型,利用离散元法对圆锥指数仪贯入沙土过程进行了模拟,讨论了圆锥指数的主要影响因素及其影响规律。研究结果表明:贯入圆锥的铅垂方向阻力、圆锥指数及半圆柱形料床侧壁的正压力均随着贯入深度的增加而增大,且形状窄、粒径大的料床圆锥指数明显大于形状宽、粒径小的料床;贯入后的大颗粒料床侧壁正压力明显大于小颗粒料床;当圆锥贯入速度大于0.2 m/s时,圆锥指数才明显增大,此时贯入过程已经对料床产生较强的冲击效应。最后,把贯入后的料床根据颗粒的位移划分为4个区域,可以直观地判断出贯入过程的影响范围,为实地测量土壤坚实度时取样点间距的选取提供了理论依据。     

等壳碾压混凝土重力坝层间抗滑稳定可靠度分析

针对以有限元为基础分析碾压混凝土重力坝层间可靠度其功能函数不能显式表达的特点,采用响应面法、JC法、窄界限法原理相结合的可靠度计算方法。由三维非线性有限元对等壳水电站碾压混凝土重力坝各随机变量分位点值的计算结果,采用抗剪断公式构建该电站非溢流坝段层面的功能函数,求得响应面方程,并应用JC法和窄界限法计算层间单元可靠度指标及层间体系可靠度指标,进一步分析材料的变异系数对体系可靠度的影响。结果表明,φ是影响体系可靠度指标的最敏感因子,碾压各层β值一般为4.16～5.70,层间体系可靠度β'为4.12,满足工程要求。该方法计算效率高,实用性强,用于碾压混凝土重力坝层间抗滑稳定可靠度分析是可行的,值得推广。     

水稻干燥过程应力裂纹产生的机理研究

通过水稻干燥和缓苏过程中稻谷爆腰产生的玻璃化转变分析,确定稻谷在玻璃态下干燥时对爆腰增殖无影响。建议采用2种措施：一是使稻谷在玻璃态下干燥,抑制爆腰产生;二是使稻谷在较高温度下干燥一定时间后,给稻谷缓苏足够时间以降低内部水分梯度,使内部水分均匀,有效地降低稻谷裂纹率和提高产米率。     

基于逆系统方法的直驱式AMT换挡控制方法

为提高直驱式AMT换挡品质的稳定性,针对2自由度电磁执行器的特性引入逆系统控制方法。阐述了执行器的结构及工作原理,通过建模分析了执行器参数耦合现象,执行器静态特性测试表明其输出特性具有非线性的特点。引入逆系统方法并分析系统的可逆性,建立执行器的伪线性系统并根据线性系统理论设计状态反馈控制器。扩张状态观测器的引入提高了系统在摩擦阻力时变条件下的输出特性稳定性。仿真与试验结果表明,基于逆系统方法的换挡控制受参数变化影响小,位移控制精度较高,执行器输出特性较为稳定,基于逆系统方法的直驱式AMT换挡性能较为突出,有利于提升AMT竞争力。     

基于立体视觉的农机热锻件测量系统设计

为解决农机热态锻件的在线尺寸测量问题,提出了一种基于计算机双目立体视觉的解决方案。针对热锻件的图像获取、特征提取、图像匹配和三维重建等问题展开研究,分别采用光谱选择性图像采集方案、形态学角点和轮廓提取方案,基于标定立体校正的快速匹配和重建方案,构建了一套在线测量系统。为提高系统的实时性,采用Open CV计算机视觉库函数实现相应算法。以一个被加热至1 000℃圆柱体锻件为试验对象,测量结果直径相对误差为2.20%,高度相对误差为1.81%,用时87s。试验结果表明:所提出的农机高温热锻件几何参数测量方法能够满足锻造生产现场对尺寸测量实时、精确、高效的要求。     

土壤类型对优先流路径和磷形态影响的定量评价

以中国贡嘎山由青灰色砂质冰水堆积物发育而成的疏松岩性土壤和德国厄尔士山渍水土壤优先流路径为研究对象,通过野外染色示踪试验和改进的Hedley磷形态提取法,使用优先流染色面积比和优先流程度评价指数定量评价不同类型土壤的优先流程度,通过相关关系分析进一步揭示不同土壤类型中优先流路径对磷形态分布的影响。结果表明:贡嘎山和厄尔士山优先流图片总染色面积比分别为31%和52%,厄尔士山渍水土优先流比贡嘎山疏松岩性土发育较好。贡嘎山疏松岩性土壤优先流发育程度与潜在生物可利用无机磷和有机磷贡献率显著正相关,而即时生物有效无机磷和磷灰石磷与厄尔士山渍水土壤优先流发育程度显著正相关。土壤类型影响优先流路径分布和土壤磷形态分布,从而影响土壤磷赋存状况和下游水质安全。     

热泵干燥南美白对虾品质特性与玻璃化转变关系研究

针对南美白对虾热泵干燥过程中常出现物理、化学反应导致虾肉品质下降,而其机理又尚未明确的问题,采用静态称量法研究了南美白对虾肉的解吸等温线,利用差示扫描量热仪测定了虾肉的玻璃化转变温度(Tg)。分别采用GAB模型与Gordon-Taylor方程拟合水分吸附与Tg数据。虾肉在热泵干燥温度35℃、风速1.5 m/s下进行干燥,每隔1.0 h取样,分析虾肉品质特性(色泽、收缩程度、硬度与韧性和虾青素质量比)。基于玻璃化转变理论,阐明虾肉热泵干燥品质变化机制。结果表明,虾肉热泵干燥过程中,基质处于橡胶态,体系流动性增加,导致干制品品质下降。     

基于改进SIFT-ICP算法的Kinect植株点云配准方法

针对传统配准方法准确度低、速度慢的问题,提出了基于改进SIFT-ICP算法的彩色植株点云配准方法。首先采用Kinect获取不同视角下植株彩色图像和深度图像合成原始植株彩色点云,通过预处理提取原始点云植株信息,对植株点云进行尺度不变特征变换(SIFT)的特征点检测,得到点云配准关键点,再对关键点进行自适应法线估计,然后求取关键点的快速点特征直方图(FPFH),通过采样一致性(SAC-IA)初始配准方法改进点云间初始位置关系,最后利用Nanoflann加速最近点迭代(ICP)算法完成精确配准。试验结果表明,改进SIFT-ICP算法可以大幅度提高点云配准的准确性和快速性,其中对应点间平均欧氏距离小于7 mm,配准时间小于30 s。     

崩岗崩积体坡面糙度及其与侵蚀方式的耦合影响研究

崩岗崩积体是崩岗的主要沙源地。基于人工模拟降雨试验及三维激光扫描技术,研究崩岗崩积体坡面侵蚀过程。研究表明:利用三维激光扫描的点云数据能定量分析降雨前后坡面水蚀特征。全坡面及各坡位均为片蚀总量大于细沟侵蚀总量,但各坡位的侵蚀强度有所差异,其细沟侵蚀强度由大到小表现为下坡、中坡、上坡,片蚀强度由大到小表现为上坡、中坡、下坡。坡面空间糙度由大到小大致呈现下坡位、中坡位、上坡位,坡面侵蚀方式可影响坡面糙度值及变化趋势,而坡面糙度亦能影响各侵蚀方式的侵蚀强度。整个降雨时段内全坡面侵蚀量最大、产沙量次之,沉积量最小,受坡面糙度变化影响,全坡面侵蚀、产沙量均呈现递减趋势。而上坡位的侵蚀、产沙量无明显变化,中、下坡位的侵蚀、产沙量呈对数减小趋势。此外,除上、下坡位沉积量间存在显著差异外,各坡位间侵蚀量、产沙量均无显著差异。     

基于有限状态机的农机导航多任务调度研究

为了解决总线式农机导航控制系统中的事件响应及数据延迟问题,将农机导航控制功能划分成不同优先级的多个子任务模块,将有限状态机理论引入作为导航控制系统多任务调度的理论基础。基于有限状态机理论和实际导航控制过程建立导航事件与导航控制任务的关联关系,并对每个任务设有优先级,实现了对导航控制事件的快速分级响应。最后,采用基于本文提出的多任务调度方法的插秧机自动导航控制系统进行了实车路径跟踪实验。实验结果表明:本文所提调度方法可以很好地完成导航控制任务,直线路径平均跟踪误差为3.28cm,曲线路径平均跟踪误差为5.0 4 cm。