玉米秸秆切割过程的非线性数值模拟与仿真试验

应用Solidworks软件建立玉米秸秆—切割刀片参数化模型,借助LS-DYNA971非线性有限元软件模拟切割刀片切割玉米秸秆的过程。玉米秸秆切割的有限元数值模拟能降低试验成本和缩短试验时间,可视化数值模拟过程可为玉米秸秆收获机械的设计提供理论参考。利用参数化模型特点,通过改变玉米秸秆直径大小、秸秆含水率、切割方式和刀片刀端线速度进行正交仿真试验。结果表明：对切割力来说,含水率对其影响最显著,其它影响依次为：秸秆直径、切割方式、刀片刀端线速度;对切割功耗来说,含水率影响最显著,其次分别为：秸秆直径、刀片刀端线速度、切割方式。经正交综合平衡法分析可知：当刀片刀端线速度为28 m·s^-1,采取滑切方式,玉米秸秆含水率、直径分别为45%、26 mm时为最优。玉米秸秆—切割刀片动力学可视化数值模拟仿真模型的构建和分析, 对玉米秸秆收获机械设计具有重要的参考价值。     

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。     

旱地全膜双垄沟残膜捡拾机的设计

针对我国西北旱地全膜双垄沟残膜捡拾机仿形能力差、拾净率低的问题,设计了一种旱地全膜双垄沟滚筒式残膜捡拾机。同时,阐述了整机结构及工作原理,并通过机构分析和计算确定了关键部件工作参数,旨在为残膜回收提供一种新的机具。     

棘轮式间歇充种胡麻播种机设计与试验

为实现胡麻种植作业中的播量控制,保证胡麻播种均匀性,设计一种棘轮式间歇充种胡麻播种机.该播种机以小型拖拉机为动力源,采用外槽轮式小籽粒排种器,可一次性完成开沟、播种、覆土等作业.分析和确定种箱、排种器、棘轮、开沟器等关键零部件的结构参数,设计一种棘轮控制间歇式充种装置并分析其工作原理.田间试验表明:播种深度合格率为91...     

纵轴流双滚筒小区育种脱粒分离装置设计与试验

田间试验机械化是提高作物育种工作效率的关键环节,是获得正确育种试验结果的重要措施。根据小区育种小麦收获试验要求,设计了一种由钉齿式圆柱滚筒与短纹杆—板齿锥型滚筒组成的纵轴流双滚筒小区育种脱粒分离装置,通过论述该装置总体配置方案,完成其关键部件(脱粒滚筒、分离滚筒)结构与运动参数设计计算,确定脱粒滚筒的平均直径为450 mm、分离滚筒的直径为430 mm,两者的转速分别在764-892 RPM和888-1 022RPM,计算得出分离滚筒的脱粒元件数为36个,且装置适宜的喂入量需小于2.7 kg/s。利用该装置进行了育种小麦脱粒分离试验结果表明,当喂入量由1.8 kg/s向2.6 kg/s变化,脱粒滚筒转速为760 RPM、分离滚筒转速为1 020RPM时,装置脱粒损失率为0.32%-0.36%、种子破碎率为0.51%-0.62%、籽粒含杂率为2.48%-2.92%。研究表明,纵轴流双滚筒小区育种脱粒分离装置针对物料脱粒难易程度能够实现有序脱粒作业,其脱出物料分布均匀,有较强的适应性,各项技术指标均达到国家标准要求。     

大麦籽粒β-淀粉酶活性的棱型效应和灌浆期间的动态研究

测定了不同棱型的188个大麦品种的籽粒β-淀粉酶活性和蛋白质含量,分析比较不同棱型间β-淀粉酶活性的差异,并观察了籽粒灌浆期间β-淀粉酶活性的动态.结果表明,同一棱型的品种间籽粒β-淀粉酶活性均存在较大变异,六棱大麦变异系数最大.多数大麦品种的β-淀粉酶活性变动在500～1500U/g之间,二棱大麦的平均值明显高于四棱和六棱大麦.β-淀粉酶活性与籽粒蛋白质含量之间,二棱大麦品种存在极显著的正相关,而四棱和六棱大麦品种的相关不显著.筛选到8个β-淀粉酶活性高于1500 U/g且籽粒蛋白质含量低于11.5%的二棱型大麦品种.β-淀粉酶活性在籽粒灌浆前期和后期增加幅度明显高于中期,最高值出现在成熟期,与单位籽粒蛋白质积累量呈显著正相关.     

全喂入式胡麻脱粒机的设计与试验

针对胡麻籽粒小、茎秆易缠绕、喂入流动性差等特点,采用垂直排列D型纹杆闭式脱粒滚筒和菱形棱角型栅栏式凹板组和的方式,设计一种全喂入式胡麻脱粒机。以陇亚14号胡麻为试验材料,对其茎秆进行生物力学特性试验,运用ANSYS Workbench和Fluent对脱粒机机架和风选系统分别做模态及流场模拟分析,并进行脱粒试验。结果表明:当陇亚14号胡麻中部茎杆含水率为9.43%时,抗拉强度为179.6 MPa,抗弯强度1.79 MPa,剪切强度0.19 MPa;机架前8阶固有频率范围为46.19～257.20 Hz,振幅范围7.53～115.63 mm,在第6阶频率190.46 Hz处出现最大振幅为115.63 mm,在第5阶固有频率190.01 Hz处出现第2大振幅114.99 mm;当脱粒滚筒主轴转速为1 500 r/min时,垂直悬浮筒进口风速达到了6.3～10 m/s,离心风扇径向边缘风速可达50 m/s,垂直悬浮筒进口到离心风扇之间的压强在-500～-1 000 Pa,离心分离筒内壁面压强4 000 Pa,排杂口压强4 799.27 Pa;脱粒时作业机脱净率为98.86%,含杂率2.15%,破碎率0%、夹带损失率0.8%、清选损失率0.27%、飞溅损失率1.8%、未脱净损失率0.09%,总损失率2.97%。该机整体设计符合国家标准要求,满足胡麻脱粒作业需求。     

抑制水稻隐花色素基因OsCRY1a表达对水稻农艺性状的影响

 利用已公布的OsCRY1a基因的序列设计引物,扩增部分基因片段,构建RNAi植物表达载体并转化水稻,导致该基因表达水平下降和功能缺失。根据转基因植株重要农艺性状的表现,分析该基因的功能。结果表明,抑制OsCRY1a基因的表达,水稻开花期推迟16 d,株高和粒长明显增加,而其他重要农艺性状如剑叶长、宽和穗长等无明显变化。     

西北旱区大豆玉米复合种植联合播种机的设计与试验

针对西北旱区大豆玉米复合种植机具短缺、机械化程度低等问题,设计西北旱区大豆玉米复合种植联合播种机。该机由旋耕装置、起垄装置、覆土装置、施肥装置、播种装置及机架等组成,能够实现旋耕、起垄、施肥、双幅覆膜覆土、镇压及播种等多个作业过程。对播种机关键部件进行设计与分析,利用离散元模型对覆土过程进行模拟仿真,分析覆土过程中膜边膜上覆土均匀性;采用DEM-MBD对大豆玉米播种装置耦合仿真,分析大豆玉米播种装置播种均匀性。仿真结果表明：1）土壤因跳跃和泼撒而落到垄面的颗粒数≤1.3%;2）播种装置对大豆和玉米种子挤压力≤10 N,土壤颗粒对鸭嘴的阻力≤50 N。田间试验结果表明：玉米播种装置播种合格率、漏播率和重播率分别为95.63%、1.65%和2.72%,大豆播种装置播种合格率、漏播率和重播率分别为91.24%、0%和8.76%,机组作业期间运行稳定,具有良好的作业效果,满足大豆玉米带状复合种植需求。     

纵轴流式小区小麦育种联合收获机原理方案设计

为获得一种适宜我国现代农业推广与发展的小区小麦育种机械设计方案,运用现代设计理论对拟研发的小区小麦育种联合收获机进行原理方案设计。从系统的功能出发,通过形态学矩阵法确定收获机的4个优设计方案,并依据定性与定量分析结果选定了最佳设计方案。