快速精确获取设计中农业机械模态模型的方法

在农业机械的设计过程中,为了快速获得产品整机的模态参数,该文以某小型农业作业机为例,探讨了采用NASTRAN求解的方法获取设计结构的模态模型;采用LMS Test.Lab试验模态分析的方法获取复杂外购件和通用件的模态模型,用自由界面模态综合的方法将通过前述方法获得的各结构模态在LMS Virtual.Lab中综合,最终获取整机模态模型的方法。试验证明采用该方法获得的主要固有频率最大误差小于5.5%,且振型基本吻合。采用该方法可以在小型农业机械的快速设计过程中,快速、准确获取整机模态参数,为在设计过程中研究产品的动态特性和进行结构优化提供了数据支撑,具有重要的工程应用价值。     

基于空间模型技术的拟人机械腿的运动学传递性能分析

为了弥补当前拟人机器人结构的不足和改善拟人机械腿的通用性和适应性。该文提出了一种拟人机械腿机构,并研究了该拟人机械腿的运动学传递性能。推导出该拟人机械腿的位置反解及运动传递平衡方程,定义了运动传递性能评价指标及大小腿的全域性能评价指标,在有限的空间图形中,分别研究了各结构参数(各主要杆件的长度及结构角度)与各全域线速度传递性能的评价指标、全域角速度传递性能的评价指标之间的分布规律。研究结果表明,各结构参数的取值越靠近中间值时,全域线速度传递性能的评价指标值较好,随着杆WE、杆ED与杆O1D的增加,全域角速度传递性能的评价指标值越好,随着杆OC、BC、DO1和GH的减小,全域角速度传递性能的评价指标值越好。该研究为此种拟人机械腿的进一步参数优化、轨迹规划及研制提供依据。     

茶叶风选机优化研究

为提高茶叶风选效果,采用理论分析和流体动力学数值仿真的方法研究了风选过程中茶叶颗粒的运行轨迹和风选室内流场的状态,并进行了相关试验验证。研究表明,茶叶风选机送风口风速分布采用上小下大方案时茶叶颗粒群有效漂移间距最大;风选室内部由于结构原因存在涡旋现象,4号和5号出茶口流出的茶叶颗粒相对质轻,其漂移轨迹较易受到涡旋的影响,可以通过设置扰流板加以减轻,且能有效降低各口茶叶混入其他口茶叶的比例,提高风选质量。     

茶叶圆筛条件分析与过程数值模拟

平面圆筛机是茶叶筛分中应用最为广泛的机械之一,其筛分效果影响着茶叶生产的质量与效率。在分析茶叶颗粒群在筛面上的运动条件、运动路径、透筛条件等基础上,运用离散元分析软件PFC3D对其筛分过程进行了数值模拟。理论分析及模拟试验结果表明,平面圆筛机的透筛率与茶叶的运动路径、透筛的相对矢径和相对速度相关;对于不同目数的筛网,存在不同最佳回转速度;增加回转半径,可以大幅增加茶叶颗粒在筛床上的运动路径长度,提高透筛率。理论分析与模拟试验结果相符,为平面圆筛机的设计与操作提供了参考依据。     

茶叶加工过程远程云监控与溯源研究及系统设计

针对茶叶加工过程远程监控需求及茶叶溯源的加工环节缺失问题,构建了茶叶加工过程中茶叶状态参数及加工设备工艺参数远程物联网监测平台,实现了茶叶加工生产线远程设备运行参数监测监控与茶叶品质溯源。本研究采用B/S框架实现信息实时显示,综合鲜叶采摘信息和生产信息完备溯源过程,运用层次分析法分析生产过程参数对茶叶品质的影响,建立了茶叶加工过程溯源评价模型。在此基础上,构建茶叶生产离线与在线数据库融合质量评价模型,提高了数据存储质量。针对黄山毛峰初制加工生产线进行了远程监控系统开发及溯源信息采集验证试验,结果显示,平台运行稳定,数据显示准确完整,实时性较好。研究结果可为茶叶品质优化及大数据分析提供技术支持。     

颗粒农产品连续非淹没式水射流振动清洗过程数值模拟

为提高颗粒型农产品的洗净率,提出了连续非淹没式水射流振动清洗方案,进行了颗粒运动分析和水射流冲击、颗粒间接触的力学分析,建立了清洗过程的FLUENT-EDEM耦合仿真模型,在振幅、喷头形式和清洗靶距确定的前提下,探讨了振动槽振动频率和初始角、喷嘴入口压力和方向角对洗净率的影响,并进行了试验验证。结果表明:喷嘴入口压力和方向角对洗净率影响最大,而振动槽振动频率和初始角对洗净率影响较小;在喷嘴方向角为π/3,振动槽振动频率为3 Hz时,清洗效果最佳;仿真与台架试验验证结果一致。     

基于多相流耦合过程数值模拟的茶鲜叶离心式连续脱水设备参数模拟与优化

为提高离心式水洗茶鲜叶脱水率并实现连续脱水,本研究基于离心式脱水原理,引入风道吹风提高茶鲜叶在脱水过程中的离散度,采用离散场—流场的多相流耦合技术,对茶鲜叶离心脱水过程进行数值仿真模拟,对影响茶鲜叶脱水效果的因素进行研究。研究表明,在确定送风方向的基础上,发现在由离心筒内向外送风的情况下,离心筒与螺旋推进器驱动轴的旋转速度差对脱水效果的影响最大,离心筒转速对脱水效果影响次之,风速对脱水效果影响相对较小。     

风道口流场对茶叶漂移轨迹及风选质量影响分析

为提高茶叶风选质量,以空气动力学为基础,将茶叶颗粒简化近似为球形颗粒;通过数值计算,研究不同重量的茶叶颗粒在不同的风道口流场(不同风速分布)作用下的漂移轨迹、水平漂移规律,以及风向角对茶叶风选质量的影响,并进行了相关试验验证。结果表明:在风选室相同情况下,风速按上小下大分布,茶叶颗粒群的有效漂移距离大于其他风速分布方案;风向角α=16.3°,风速分布系数β=0.17为最佳风口流场参数组。本研究为优化设计茶叶风选机提供了理论基础。     

基于PFC3D的茶叶杀青过程数值模拟和设备参数分析

为提高茶叶杀青质量,以用于名茶加工的滚筒杀青机为例,基于离散元分析技术的PFC3D法。对杀青过程的各相关参数进行数值模拟,如滚筒转速、导叶板数量、布局、倾角及结构,滚筒倾角与壁温等对杀青效果的影响,并进行了优化设计和试验验证。结果表明：滚筒杀青时,存在最佳转速;滚筒前段布置较多的导叶板,有利于杀青叶温度的迅速提高;适当增加导叶板倾角和采用“L”型导叶板,将提高茶叶在筒壁上的散度,有利于杀青叶温度的均匀;在保证杀青质量前提下,滚筒平均壁温和倾角呈双指数函数关系;杀青效率和滚筒倾角呈二次函数关系。研究还表明,所采用的研究方法同样适用于滚筒式设备干燥颗粒状农产品的技术研究。     

高效传动并具有前后驱动的多功能小型作业机研究

涉及一种采用刚性传动和前后驱动的多功能作业机的研究，通过理论分析及试验研究的方法着重讨论了作业机进行旋耕作业时的工作性能。提出采用刚性传动可以降低作业机重心，提高传动效率；采用前后驱动作业方式有利于提高作业机的小时生产率及耕深稳定性。