• 2014年第45卷第6期文章目次
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    • >车辆与动力工程
    • 汽车惯性参数测量试验台运动学分析与计算方法

      2014, 45(6):1-6. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.001

      摘要 (3595) HTML (0) PDF 1.16 M (2919) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种汽车惯性参数测量试验台,通过模拟汽车的侧倾、俯仰和横摆运动测量汽车的惯性参数。在对试验台的结构、控制方案和解算原理研究的基础上,采用多体动力学方法对试验台的运动学特性进行了分析,推导了定轴转动的惯性参数解算公式,并根据试验测量数据进行惯性参数的计算;在试验过程中,由于在主模态运动过程中会产生一定的副模态运动,为了验证定轴转动解算公式的精确性,建立了考虑试验台耦合运动的定点转动惯性参数解算公式,根据试验测量数据利用非线性最小二乘法对惯性参数进行辨识,辨识结果与利用定轴转动解算公式求解值和理论值进行了对比。结果表明:汽车惯性参数测量试验台的解算精度满足设计要求。

    • 2级串联式ISD悬架非线性建模与参数优化

      2014, 45(6):7-13. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.002

      摘要 (3894) HTML (0) PDF 1.10 M (1988) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于非线性因素对滚珠丝杠式惯容器实际力学性能的影响机理分析,建立了考虑摩擦以及丝杠弹性效应的惯容器非线性力学模型,进行了惯容器实际力学性能试验,根据试验数据对惯容器非线性力学模型中的参数进行了识别。在此基础上,建立了包含惯容器非线性的两级串联式惯容器-弹簧-阻尼器(ISD)悬架半车5自由度数学模型,通过对悬架参数的灵敏度分析,确定了ISD悬架参数的优化变量。根据车辆行驶平顺性性能评价指标,建立了ISD悬架参数优化模型,并采用粒子群优化算法对两级串联式ISD悬架的参数进行了优化。结果表明,该优化方法在满足车辆行驶安全性和控制悬架撞击限位概率的要求下,座椅处垂向加权加速度均方根降低了24.12%,车辆行驶平顺性得到了显著改善。

    • 力控和位置反馈型线控转向系统双向控制策略

      2014, 45(6):14-19. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.003

      摘要 (3369) HTML (0) PDF 1.09 M (1933) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对线控转向系统中角传动比和力传动比控制存在耦合的问题,在研究线控转向系统结构和动力学特点的基础上,综合传统遥操作机器人双向控制策略的优点,并分析其对于线控转向系统控制的适用性,提出了力控和位置差反馈型线控转向系统双向控制策略,设计了路感电动机和转向执行电动机闭环控制方法。通过实车试验验证了所设计的双向控制策略有效性。结果表明,提出的控制策略可以满足转向系统控制精度,从而保证整车的转向性能。

    • 基于流场特性的液力缓速器叶栅角度优化设计

      2014, 45(6):20-24,37. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.004

      摘要 (3190) HTML (0) PDF 1.50 M (2131) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高液力缓速器制动转矩系数,对液力缓速器内湍流流动进行了三维瞬态多相流数值模拟。通过对其内流场特性分析,发现液力缓速器工作流道的壁面脱离现象以及弦面内产生的涡旋区不利于恒定制动转矩的输出。针对这一问题,考虑到液力缓速器各结构参数之间的相关性,对多参数共同作用的内流场进行数值分析,优化叶栅参数。结果表明,通过分析多参数共同作用的流场来优化缓速器叶栅参数的方法比较合理;对液力缓速器叶片前倾角和叶片前缘倒角进行优化后,叶轮流道内存在的涡团和流动分离现象基本消失,制动转矩系数提高6%。

    • 柴油机冷启动喷雾油滴撞壁速度效应数值分析

      2014, 45(6):25-31. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.005

      摘要 (3749) HTML (0) PDF 1.45 M (1648) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用流体体积法并综合考虑液滴与壁面间传热及接触热阻的作用,建立了液滴冲击壁面数值模型,并开展实验验证了模型的可靠性。通过分析计算,揭示了液滴撞壁流动传热及破碎机制,并探索了液滴撞壁碰撞速度效应规律。研究表明:液滴最大铺展系数和碰撞点处热流密度与液滴碰撞速度密切相关;液滴达到最大铺展直径和恒定热流密度所需无量纲时间与碰撞速度不相关;燃料液滴换热量与雷诺数近似线性递增。从能量守恒方程出发,建立了液滴最大铺展系数理论解析模型,该解析解与数值解呈现出较好的一致性。

    • 直喷汽油机喷油器射流显微放大特性研究

      2014, 45(6):32-37. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.006

      摘要 (3242) HTML (0) PDF 1.23 M (1505) 评论 (0) 收藏

      摘要:在定容弹试验台上,利用高速相机和长距显微镜相结合的方法,研究了不同喷油压力和环境背压下单孔直喷汽油机喷油器射流的显微放大特性。结果表明,汽油射流表面会形成表面波,而且表面波的波长发展具有随机性。间断产生的表面波通常从射流向外摆动的切线处剥离后形成密集的微小液滴群,形成径向分叉的雾化结构。随着喷油压力的升高,射流表面波波长变短,表面波频率提高,导致射流破碎加剧,形成的液滴直径减小。此外,喷油压力及环境背压的升高使射流中相邻径向雾化分支之间的距离缩短。

    • >农业装备与机械化工程
    • 农林作物三维重建方法研究进展

      2014, 45(6):38-46,19. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.007

      摘要 (4595) HTML (0) PDF 1.01 M (2937) 评论 (0) 收藏

      摘要:农林作物的三维重建对于研究其生物学特性、冠层光照分布以及农业机器人应用等都具有重要的作用。农林作物结构比较复杂,快速准确地对农林作物进行三维重建具有较大的挑战性,农林作物三维重建方法得到了相关研究领域的广泛关注。本文根据使用的核心设备或技术的不同,将常见的农林作物三维重建方法分为4类,即基于规则的方法、基于图像的方法、基于扫描的方法和基于三维数字化仪的方法。按此分类,总结阐述了各种方法的硬件系统及其在农林作物三维重建中的应用情况,分析和比较了不同方法优缺点及应用范围,提出了农林作物三维重建的未来研究发展趋势。

    • 基于电容法的棉管籽棉质量流量检测

      2014, 45(6):47-52. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.008

      摘要 (3468) HTML (0) PDF 1.11 M (1505) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统平行板电容传感器易受环境干扰,设计了一种差分结构的电容传感器,以实现籽棉质量流量检测。研究了环境温度和棉花品种对传感器电容信号响应的影响,并在不同含水率条件下,确定了籽棉质量流量与电容响应关系,建立了基于籽棉含水率、籽棉质量流量与相对电容变化率的拟合回归模型,并对模型进行验证。试验结果表明:差分结构电容传感器能很好地消除环境温度干扰,所建立的回归模型针对籽棉质量流量检测的平均相对误差为5.16%。

    • 基于蚁群算法的移动机器人全局路径规划方法研究

      2014, 45(6):53-57. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.009

      摘要 (4194) HTML (0) PDF 1.38 M (2771) 评论 (0) 收藏

      摘要:依据蚁群算法的特点,对移动机器人的全局路径规划方法进行了研究。采用栅格法描述移动机器人的环境信息,仿真分析了蚁群算法的主要参数如蚁群数量m、启发因子α、期望启发因子β和信息素挥发系数ρ等对规划路径的长度和路径规划效率的影响。研究结果表明,当算法的参数匹配时,获得的规划路径不仅长度短,且路径规划效率高。通过仿真找到了最佳匹配参数组。基于仿真结果,对工作在不同环境下的移动机器人进行了全局路径规划仿真实验,研究结果验证了蚁群算法最佳匹配参数组的准确性。

    • 植物根系抗拉力学特性便携式测试系统

      2014, 45(6):58-63. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.010

      摘要 (3257) HTML (0) PDF 1.37 M (1865) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统的植物根系抗拉力学特性参数测量方式的不足,设计了一种在野外现场测量植物根系抗拉力学特性参数的便携测试系统。系统包括机械装置和电子测量两部分。机械装置由机架、根系夹持机构和传动系统组成,采用模块化设计,各部件可以快速拆装。电子测量部分由传感器、低功耗单片机数据采集系统和手持设备组成。手持设备基于Android平台开发,通过蓝牙模块与单片机数据采集系统通讯,是实现测量操作、输入以及结果显示输出的终端。试验结果表明,所设计的测试系统携带方便、测量准确,可测量得到根系的4个典型抗拉力学特性参数(最大抗拉力、抗拉强度、拉伸弹性模量、极限应变),显示其应力-应变关系曲线,查询历史数据,能够满足野外现场测量根系抗拉力学特性参数的各种要求。

    • 非圆齿轮水稻钵苗抛秧机构运动机理与参数优化

      2014, 45(6):64-69. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.011

      摘要 (3423) HTML (0) PDF 1.25 M (1666) 评论 (0) 收藏

      摘要:阐述了抛秧机构的工作原理及结构特点。针对抛秧机构相应轨迹与秧苗姿态的要求,提出了非圆齿轮行星系传动机构。建立了该机构的位移、速度和加速度方程,用Visual Basic 6.0 语言编写了该机构的辅助分析和仿真程序,该软件可显示优化参数、优化目标和主要结构参数,并将优化结果数字化。通过软件分析了主要参数对该机构运动特性的影响,并得出满足抛秧轨迹和姿态要求的最佳机构设计参数。利用优化所得参数建立非圆齿轮有序抛秧机构三维模型并进行虚拟样机试验,其对应的轨迹和姿态满足水稻抛秧作业农艺的要求。

    • 蔬菜钵苗旋转式取苗机构动力学分析与试验

      2014, 45(6):70-78. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.012

      摘要 (3606) HTML (0) PDF 1.29 M (1794) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对一种应用于蔬菜钵苗全自动移栽机的旋转式取苗机构——偏心齿轮-非圆齿轮行星系取苗机构,建立机构的动力学模型,采用动力学方程组序列求解法进行求解,得到机构在一个工作周期内链条、太阳轮轴心、中间轮轴心、行星轮轴心、太阳轮与中间轮啮合点、中间轮与行星轮啮合点等处的受力随行星架转角变化的规律。设计了机构的物理样机,开展机构动力学试验,测试得到机构物理样机在4种不同工作转速下的动力学特性,同时验证了机构动力学模型的正确性。

    • 花生播种机倾斜圆盘碟式排种器设计与性能试验

      2014, 45(6):79-84. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.013

      摘要 (3621) HTML (0) PDF 1.11 M (1841) 评论 (0) 收藏

      摘要:以丰花5号花生种子为研究对象,通过种子物理结构特性分析,设计了倾斜圆盘碟式排种器。在JPS-12 型排种器试验台上进行了二次旋转组合试验,建立了排种器分种碟转速、倾斜角度、分种碟半径与排种器性能指标(穴粒数合格率、重播率、空穴率和破碎率)的回归方程,分析了排种器的排种性能。优化计算得出,分种碟半径为125 mm,倾斜角度为22°,分种碟转速为38 r/min,排种器的综合性能达到最优值94.67%。

    • 驱动分禾杆与被动分禾栅板组合式防堵机构设计

      2014, 45(6):85-91,52. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.014

      摘要 (3556) HTML (0) PDF 1.56 M (1576) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计了驱动分禾杆与被动分禾栅板组合式防堵机构,并对其关键部件参数进行了仿真模拟与田间试验。仿真结果显示,直径150 mm、速比1.24的5杆抛物线型驱动分禾杆能较好地满足拨草的要求;弧度半径为750 mm的凸形分禾栅板对秸秆层分流能力最佳。田间试验表明,配备有驱动分禾杆与被动分禾栅板组合式防堵机构的2BYJMFQC-4型玉米免耕播种机的通过性、播种质量、种肥深度合格率等指标均达到了国家相关检测标准要求。设计的驱动分禾杆与被动分禾栅板组合式防堵机构能有效防止秸秆杂草等对开沟器的堵塞。

    • 吸盘式精密排种装置吸种过程气流场中种子受力研究

      2014, 45(6):92-97,117. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.015

      摘要 (3776) HTML (0) PDF 1.34 M (1802) 评论 (0) 收藏

      摘要:运用计算流体动力学软件Fluent研究了吸种区域气流场中的种子颗粒受力。选取相对压力、吸孔孔径、种子与吸孔的距离、种子姿态4个因素进行正交仿真试验,分析排种装置工作参数对气流场中颗粒受力的影响。建立了种子颗粒在气流场中受力数学模型,得出影响种子颗粒受力的因素主次顺序为:种子与吸孔的距离、种子姿态、相对压力、吸孔孔径。吸孔吸附距离范围为0.34~1.90mm。在精密排种装置试验台上进行试验,试验结果与理论分析基本吻合,表明了所建模型的正确性。

    • 收获期油菜茎秆表面浸润特性研究

      2014, 45(6):98-103. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.016

      摘要 (3307) HTML (0) PDF 1.48 M (1369) 评论 (0) 收藏

      摘要:为获得油菜茎秆表面的浸润特性,采用CAM101型接触角测量仪对收获期油菜(甘蓝型)茎秆表面与二次蒸馏水和过滤菜油之间的接触角进行了测定,并以油菜品种、收获日期、测试部位和茎秆表面粉体为因素对测定结果进行了对比分析。结果表明:油菜茎秆表面与过滤菜油、二次蒸馏水之间的接触角随测定部位离茎秆根部距离的增大而近似线性增大;茎秆表面的粉体使油菜茎秆表面呈现超疏水特性;油菜品种和收获日期对茎秆表面接触角有一定影响但无明确规律。

    • 高构架玉米喷雾机门式喷雾系统

      2014, 45(6):104-111. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.017

      摘要 (3089) HTML (0) PDF 1.44 M (1802) 评论 (0) 收藏

      摘要:为对玉米植株中下部病虫害进行有效防治,设计了将吊杆喷雾装置与横喷杆相结合的门式喷雾系统。通过理论与试验方法确定了主要结构及性能参数:顶喷头与吊杆喷头分别选用80°和110°扁扇喷头,“Y”形支管与吊杆夹角为20°,吊杆长度为1200 mm,在竖直方向上对作物植株的喷幅为1150 mm。试验台试验表明:与常规横喷杆喷雾结构相比,在相同喷雾量下该系统对玉米上层与中层叶片正面单位面积雾滴沉积量提高了12.5%以上;吊杆喷雾装置的设计显著提高了玉米植株中层叶片背面与下层叶片正面及背面的雾滴沉积;吊杆喷雾装置与横喷杆的结合,提高了雾滴在植株不同高度水平层面的沉积均匀性。

    • 拨禾星轮式玉米收获台设计与试验

      2014, 45(6):112-117. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.018

      摘要 (4319) HTML (0) PDF 1.10 M (1996) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高玉米收获机的行距适应性,研发了拨禾星轮式玉米收获台,设计了均布有6个拨禾指的拨禾星轮、螺旋扶禾导入辊、拉茎辊等部件,对玉米不被推倒折断、单株连续有序喂入的条件作了理论分析,进行了田间试验与性能测试。结果表明,作业速度为1.1~1.5 m/s时,拨禾星轮转速为50 r/min、扶禾导入辊转速为1300 r/min、拉茎辊转速为1050 r/min,行距适应性显著提高。

    • 阿基米德螺线型缺口圆盘破茬刀参数优化与试验

      2014, 45(6):118-124. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.019

      摘要 (3929) HTML (0) PDF 1.16 M (2381) 评论 (0) 收藏

      摘要:免耕播种机是在地表残茬、秸秆、杂草覆盖条件下进行播种,作业环境差,易造成免耕播种机堵塞、播种深度不稳定等。基于东北玉米垄作免耕播种机的农业技术要求,为了解决破茬防堵、开沟稳定,减小破茬阻力,提高破茬开沟质量等问题,设计了阿基米德螺线型缺口圆盘破茬刀,确定了其结构特性和尺寸参数为:缺口数11,最大半径215 mm,起始半径175 mm,包角32.72°,并建立了它的运动方程。通过3种圆盘(螺线型缺口圆盘、光面圆盘、半圆型缺口圆盘)破茬刀对比试验,证明了螺线型缺口圆盘破茬刀的优越性。同时建立了螺线型缺口圆盘破茬刀的破茬阻力与破茬盘类型、机器配重、机器前进速度的二次回归数学模型。研究成果为破茬装置优化设计提供了理论基础。

    • 配比变量施肥中多肥料掺混模拟与掺混腔结构优化

      2014, 45(6):125-132. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.020

      摘要 (2970) HTML (0) PDF 1.51 M (1577) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出3种配比变量施肥中掺混腔结构设计方案,应用散粒体离散元法对多种肥料颗粒的排肥、掺混和撒播过程进行了数值模拟,分析了多肥料掺混特性和掺混腔的不同结构对颗粒掺混均匀度的影响。计算结果及机理分析表明:掺混腔碰撞壁面形状影响颗粒碰撞后的反弹角度与水平速度分量,两者又进而影响碰撞后颗粒在掺混腔中的散布面积;设计的B型掺混腔结构能得到最佳的掺混均匀度;当掺混颗粒流量增加时,多肥料掺混均匀度也相应提高。

    • 玉米根茬根土分离装置

      2014, 45(6):133-139. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.021

      摘要 (3335) HTML (0) PDF 1.34 M (2402) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计了一种玉米根茬根土分离装置,该装置主要以双辊碾压脱土机构和双组柔性连接飞锤击打脱土机构的联合作用,对玉米根土复合体施以碾压、揉搓、击打和撞击等多种方式进行脱土作业。试验结果表明,在土壤质地为中壤土,土壤含水率为15%~20%的情况下,该装置平均根土脱净率为98.12%,平均根茬损失率为0.92%,平均生产率为2.43 t/h,实现了根茬与土壤的有效分离。

    • >农业水土工程
    • 基于CoupModel的三峡库区典型农林地水量平衡模拟

      2014, 45(6):140-149,160. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.022

      摘要 (3387) HTML (0) PDF 1.26 M (1668) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用CoupModel(土壤-植物-大气系统热量、物质运移综合模型),在野外观测试验的基础上对三峡库区典型阔叶林(木荷和石栎)、针叶林(杉木和马尾松)和农地(玉米)SPAC系统水量平衡进行了模拟。结果表明,土壤含水率模拟结果与实测值具有较好的一致性(R2为0.80~0.91);蒸散是水量平衡中主要的支出项,比例高达61%,蒸散量由大到小为阔叶林(720 mm/a)、针叶林(700 mm/a)、农地(601 mm/a);农地年均深层渗透量(452 mm/a)分别比阔叶林、针叶林高60 mm和47 mm,且在降雨较多的年份表现更明显;试验期间阔叶林系统水分支出高于输入,这是引起阔叶林地土壤储水呈现负补偿现象的主要原因;水分盈余是农地水量平衡的主要特征,而林地却发生了春旱和秋旱,农林地水分条件具有较大差异。植被覆盖类型对水量平衡具有重要影响。在实施植被建设、退耕还林时,选择与当地水分条件相适应的树种、采取合理的抚育措施是必要的。

    • 水分调控对麦茬棉产量和水分利用效率的影响

      2014, 45(6):150-160. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.023

      摘要 (3543) HTML (0) PDF 1.08 M (1553) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究麦后移栽棉对水分调控的响应,于2012年6月~2012年10月通过人工控水试验研究了水分供应对麦后移栽棉生长、产量和品质的影响。小区试验结果表明,蕾期轻度水分亏缺花铃期充分灌水处理(T2)的籽棉产量、成铃数以及单铃质量均为最大,但蕾期和花铃期轻度水分胁迫处理(T4)的产量与处理T2差异不显著,但水分利用效率和灌溉水利用效率分别提高了23.93%和34.01%;管栽试验结果表明,对照处理(T7)的单株成铃数的收获籽棉产量均最高,与对照处理相比,全生育期轻度水分胁迫处理(T8)减产3.98%,水分利用效率和灌溉水利用效率分别提高了9.70%和20.02%;桶栽试验结果表明,灌水定额为1.6倍ETp处理(T11)的籽棉产量和单株成铃数均最高,与处理T11相比,灌水定额为1.3ETp处理(T12)的籽棉产量仅降低了9.7%,而灌水定额为1.0 ETp处理(T13)的籽棉产量降低了30%。说明适宜的水分胁迫(灌水下限为60%~65% FC,灌水上限为80%~85% FC)有利于麦后移栽棉的高产和水分利用效率的提高。

    • 不同施肥土壤水分特征曲线空间变异

      2014, 45(6):161-165,176. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.024

      摘要 (3659) HTML (0) PDF 1004.08 K (1752) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨长期施肥土壤水分特征曲线空间变异性及其影响因素,依托中国科学院黄土高原长武农业生态实验站中的长期定位实验,采用高速离心机法测定长期施肥条件下不同吸力的土壤含水率,并利用Van Gennuchten数学模型对水分特征曲线进行拟合,对比研究了不同施肥土壤水分特征曲线、持水性、供水性及土壤水分的有效性。结果表明:由于长期不同施肥使其土壤结构发生差异,导致土壤水分特征曲线存在明显的差异。化肥处理(N、NP)破坏了土壤结构,降低了土壤持水性能;有机肥(M、NPM)的施入增加了土壤有机质的含量,改善了土壤结构,提高了土壤持水性能。有机肥处理(M、NPM)土壤水分的有效性明显高于其他处理,N、NP、CK处理之间无明显差异。土壤供水能力由强到弱为N、CK、NP、NPM、M。

    • 化学集成调控技术对土壤水氮与玉米产量的影响

      2014, 45(6):166-171. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.025

      摘要 (3371) HTML (0) PDF 958.43 K (1418) 评论 (0) 收藏

      摘要:以北京密云雨养型玉米为研究对象,联合采用土壤表土改良剂(PAM)、土壤保水剂(SAP)和叶面抗蒸腾剂(FA)3种典型化学制剂进行生产应用,研究了化学集成调控技术对土壤含水率、氮素含量及玉米产量的影响效应,探索了玉米产量最优的化学调控集成应用模式。结果表明,3种化学制剂对土壤含水率、氮素含量和玉米产量的影响效应不一致,PAM、SAP对土壤水分和速效氮影响显著,而PAM、SAP和FA则共同对土壤全氮、玉米产量产生显著影响;在本试验条件下,FA 400倍液、SAP 90 kg/hm2的化学集成调控处理配合 270 kg/hm2尿素施用量可以得到最大玉米产量, 同时玉米生育期内土壤速效氮质量比和平均含水率均为最高,分别为45.44 mg/kg和0.12,有利于作物对水肥的吸收利用,其最大玉米产量1.30kg/m2相较于未施加化控制剂的对照组,增产可达21%。

    • 基于低频滤波法的T-TDR含水率测量方法研究

      2014, 45(6):172-176. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.026

      摘要 (2838) HTML (0) PDF 1.00 M (1769) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决T-TDR(Thermo-time domain reflectometry)探针短,土壤含水率测量效果差等技术问题,提出了一种低频滤波法LFF(Low frequency filter)进行TDR波形分析的计算模型。通过对TDR波形快速傅里叶变换,得到组成TDR波形的频谱,对其低频滤波后重新快速傅里叶反变换,可实现LFF变换。试验通过4种土壤,每种5个含水率的20个土样进行测试,通过LFF法和传统WINTDR法对比,结果表明LFF法具有较好的计算结果,其与干燥法的决定系数R2达0.9835。LFF法不仅有效提高了T-TDR短针土壤含水率的测试精度,还简化了土壤含水率测试校验程序,提高了测试效率。

    • 滴灌毛管泥沙分布与灌水器堵塞试验研究

      2014, 45(6):177-182. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.027

      摘要 (3934) HTML (0) PDF 970.80 K (1572) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明滴灌毛管泥沙分布及灌水器堵塞规律,通过对8种粒径的泥沙进行短周期浑水试验和堵塞试验,研究了泥沙在不同毛管分布和灌水器堵塞规律。结果表明:泥沙在不同毛管中淤积量的不均匀程度可以通过毛管淤积分布系数来衡量;泥沙在支管中的运动状态对进入毛管中的泥沙量影响很大,通过计算支管泥沙悬浮指数,可确定泥沙在不同毛管中的淤积状况,悬浮指数越大,泥沙在各毛管淤积量越不均匀,突变发生在悬浮指数等于0.325处;大颗粒泥沙在毛管底部以推移质形式运动,是造成灌水器突然堵塞的直接原因,且主要出现在第1、2条毛管中,而细小颗粒的絮凝作用是造成灌水器逐渐堵塞的主要原因。

    • 不同鳃片间距下的分离鳃内部流场三维数值模拟

      2014, 45(6):183-189. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.028

      摘要 (3135) HTML (0) PDF 1.44 M (1422) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究鳃片间距对分离鳃的速度场及泥沙分布特性的影响,采用Fluent软件中的层流模型和欧拉模型,运用Phase Coupled SIMPLE(PC-SIMPLE)算法,对不同鳃片间距下分离鳃的水沙两相流流场进行了静水沉降的三维数值模拟。根据数值计算结果,对速度场和含沙量分布特性进行了对比与分析。结果表明:不同鳃片间距下,分离鳃内部的速度场分布规律有所不同,鳃片间距越大,速度流场受到来自泥沙通道中的泥沙流与清水通道中的清水流影响就越大;鳃片间距越小,分离鳃的沉淀效果越好。以泥沙平均速度和清水平均速度作为考核指标,同时考虑分离鳃内部的流场特性、水沙分离效果与制作分离鳃的成本,则最佳鳃片间距为5 cm。

    • >农业生物环境与能源工程
    • 添加矿物质对猪粪好氧堆肥中有机物降解的影响

      2014, 45(6):190-198,316. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.029

      摘要 (3390) HTML (0) PDF 1.32 M (1899) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨添加矿物材料对猪粪堆肥过程中有机物动态变化的影响,通过好氧堆肥的方式向猪粪和玉米秸秆粉混合物料中添加干质量分数为2.5%的粉煤灰、膨润土和风化煤等矿物质,用化学分析和红外光谱技术相结合的方法,对90 d好氧高温堆肥过程中有机质的动态变化特征进行了研究。结果表明:添加粉煤灰、风化煤或膨润土对猪粪堆肥的堆体温度变化均无明显影响,堆体温度能迅速升至近70℃,并维持在55℃以上超过7 d,达到高温堆肥的温度要求;随着堆肥时间的延长,各处理中总有机碳(TOC)和水溶性有机碳(WSC)含量均呈现出逐渐降低最后趋于相对稳定的趋势,但添加粉煤灰、风化煤和膨润土处理,能促进有机质的降解,促进能力依次为粉煤灰、膨润土、风化煤;添加粉煤灰、风化煤和膨润土等矿物质有利于猪粪堆肥的腐殖化过程进行,堆肥过程的雪里蕻种子萌发指数(GI)与WSC显著负相关、GI与胡敏酸的百分比(PHA)和腐殖酸聚合度(DP)显著正相关;红外光谱数据显示,在好氧堆肥过程中,含有—OH、—CH3和—CH2基团的化合物相对减少,而含有—C=O、C—O—C、—COO基团和含芳香环类物质的含量逐渐增加,堆肥有机质降解可持续至60 d以后;添加粉煤灰、风化煤和膨润土会影响堆肥初期GI增加,但经过90 d好氧堆肥后,雪里蕻种子的GI均能大于0.5,所有堆肥处理均基本达到腐熟水平。

    • 小型风力机翼羽仿生耦合桨叶结构研究

      2014, 45(6):193-197. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.032

      摘要 (3299) HTML (0) PDF 1.06 M (1724) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对小型风力发电机叶片径向气流利用率低的问题,采用仿生耦合技术,对长耳鸮翼羽结构加以研究。利用3D Scanner激光扫描仪系统逆向重构了鸮的翼羽结构,建立了仿生耦合桨叶结构模型,通过对NACA 0015基准翼型和仿生翼型进行对比计算,发现仿生翼型的升力随着节距与弦长比值s/c的减小而增加,当仿生耦合翼型节距与弦长比值s/c=0.33时,失速攻角达到16°,最大升力系数约为1.26,比基准翼型高 13.5%。

    • 有机胺基氨基酸盐吸收剂的沼气CO2分离特性

      2014, 45(6):199-205. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.030

      摘要 (3628) HTML (0) PDF 1.12 M (1661) 评论 (0) 收藏

      摘要:在鼓泡式CO2吸收和再生装置中对有机胺基氨基酸盐吸收剂的沼气CO2吸收和再生特性进行了研究,并与乙醇胺(MEA)和哌嗪(PZ)进行了对比。试验中,气相为典型的模拟沼气氛围(CO2与CH4体积分数比为4∶6,常压),液相CO2吸收温度为35℃,再生温度为75℃,并辅以纯CH4作为吹扫气。结果表明:当达到CO2吸收和再生平衡时,质量分数为30%的4种乙醇胺基氨基酸盐吸收剂对CO2的净携带容量均优于MEA,且乙醇胺基鸟氨酸盐(MEAORN)的CO2净携带容量最高(0.733 mol/mol),比第二位、质量分数为15%的PZ高82.34%。同时,综合考虑能耗与投资成本,对吸收剂CO2分离成本的对比分析表明,MEAORN和PZ的沼气CO2分离成本低于MEA,而乙醇胺基氨基乙酸盐(MEAGLY)在大规模沼气提纯上具有替代MEA进行工程应用的潜能。

    • 油菜秸秆真空热解液化生物油分析与表征

      2014, 45(6):206-211. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.031

      摘要 (3579) HTML (0) PDF 980.75 K (1204) 评论 (0) 收藏

      摘要:以油菜秸秆为原料,利用GC-MS对真空热解制取的生物原油(BC)进行了成分测定,利用FT-IR和GPC对BC的低沸组分(LBF)和高沸组分(HBF)以及老化90d后的均相老化组分(HAF)和粘稠沉淀组分(TDF)进行了化学结构组成和平均分子量及分散度分析。研究结果表明,BC含有水、烷烃、酚、醇、酮、醛、羧酸、酯和芳香族类等物质;BC在分馏和老化过程中各官能团上电子剧烈运动,加强了分子间的作用力,内部各成分之间易相互反应,造成各组分与BC间存在差异;BC和LBF接近单分散体系,HBF、HAF和TDF均为多分散体系,分子量分散度分别达到15.85、7.91和20.86;BC化学稳定性较差,需对BC进行提质改性提高其稳定性,以实现其高品质利用。

    • >农产品加工工程
    • 茶叶中低含量氨基酸近红外光谱定量分析模型研究

      2014, 45(6):216-220. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.033

      摘要 (3882) HTML (0) PDF 1.02 M (1664) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用近红外光谱分析方法对茶叶中游离氨基酸进行定量分析。连续小波导数(CWD)和标准正态变量变换(SNV)用于光谱预处理;偏最小二乘回归(PLSR)方法用于校正模型构建;采用蒙特卡洛无信息变量消除(MCUVE)方法和连续投影算法(SPA)对建模变量进行优化。结果表明,CWD-SNV方法可以有效地提高茶叶光谱质量,消除光谱的平移误差;基于MCUVE-SPA的变量筛选方法极大地改善了模型的精度,实现了建模变量的有效压缩,模型的预测相关系数(Rp)和预测均方根误差(RMSEP)分别由0.851和0.117改善为0.895和0.107,建模变量由4148减小为18;当氨基酸百分含量大于0.1%时,近红外光谱结合化学计量学方法可以得到较优的定量分析模型。为茶叶中低含量氨基酸的分析提供了一种快速简便的分析方法。

    • 基于亮度校正和AdaBoost的苹果缺陷在线识别

      2014, 45(6):221-226. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.034

      摘要 (3886) HTML (0) PDF 1.37 M (2010) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于亮度校正和AdaBoost的苹果缺陷与果梗〖CD*2〗花萼在线识别方法。以富士苹果为研究对象,首先在线采集苹果的RGB图像和NIR图像,并分割NIR图像获得苹果二值掩模;其次利用亮度校正算法对R分量图像进行亮度校正,并分割校正图像获得缺陷候选区(果梗、花萼和缺陷);然后以每个候选区域为掩模,随机提取其内部7个像素的信息分别代表所在候选区的特征,将7组特征送入AdaBoost分类器进行分类、投票,并以最终投票结果确定候选区的类别。实验结果表明,该算法检测速度为3个/s,满足分选设备的实时性要求,且总体正确识别率达95.7%。

    • 高静压处理对鲜切南瓜杀菌效果与品质的影响

      2014, 45(6):227-236. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.035

      摘要 (4048) HTML (0) PDF 1.00 M (1543) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨超高压处理对鲜切南瓜果肉品质的影响,将鲜切南瓜果肉(“蜜本”品种)在超高压 (压力150~550 MPa,保压时间10 min)处理后,评价处理前、后鲜切南瓜的杀菌效果、可溶性固形物、主要单糖、pH值、硬度、色泽、总酚含量、抗氧化性和风味。结果表明: 550 MPa、10 min 的超高压条件可将鲜切南瓜中的细菌、霉菌和酵母全部杀死,且该处理前、后鲜切南瓜中的可溶性固形物、蔗糖、pH值和总酚含量均无显著性差异(P>0.05);维生素C、硬度、色泽参数、葡萄糖、果糖及抗氧化性有显著性下降(P<0.05),维生素C含量损失18.9%;挥发性香气成分中烯类、醛类、酚类和酮类物质的种类及含量发生显著性变化(P<0.05),但仍保持鲜切南瓜的特征风味。

    • 大孔吸附树脂纯化生姜提取物中6-姜酚工艺优化

      2014, 45(6):237-241,328. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.036

      摘要 (3357) HTML (0) PDF 1.01 M (1344) 评论 (0) 收藏

      摘要:比较了6种大孔吸附树脂对6-姜酚的吸附和解吸性能,在静态吸附研究基础上筛选出效果较好的树脂进行动态试验,并通过HPLC-UV和GC-MS对纯化前、后的成分进行了定性和定量分析。结果表明:D101型大孔树脂更适合纯化姜油树脂中的6-姜酚,其纯化的最佳工艺条件为:上样液质量浓度2 mg/mL,流速2 mL/min,3 BV去离子水洗脱,然后用体积分数80%乙醇以2 mL/min的流速洗脱4 BV,可以使6-姜酚的纯度从1.54%提高到71.32%。

    • 种子循环干燥系统设计与试验

      2014, 45(6):242-248. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.037

      摘要 (3504) HTML (0) PDF 1.09 M (1512) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于种子的物性特征和干燥系统客观能势的利用,设计了一种小型种子循环干燥机及引风干燥工艺系统,给出了消除干燥机热惯性的准则数烟气热风比,设计了比例阀,依照种子的含水率和干燥历程开发了自适应控制系统;为保证干燥机清种的可靠性,设计了可在360°范围内旋转的排粮翻板,不仅清种彻底,还能实现无级排粮。试验结果表明,在同样的干燥速率下,可使种子的干燥温度较传统的鼓风干燥低9℃,干燥效率提高20%,排粮结束后,干燥机内没有残留种子。

    • 生物介质传质系数Bi-G模型可靠性实验测定

      2014, 45(6):249-253. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.038

      摘要 (3470) HTML (0) PDF 1023.71 K (1251) 评论 (0) 收藏

      摘要:为验证分析Biot数-迟滞因子(Bi-G)关系式估算生物介质热风干燥的对流传质系数与水分扩散系数可靠性,首先采用指数函数对胡萝卜切片干燥实验数据进行拟合,利用Bi-G关系式估算其对流传质系数与水分扩散系数;然后采用该估算值,通过生物介质内部水分扩散遵循Fick第二扩散定律、生物介质-热空气间遵循对流传质的干燥模型,对热风对流干燥胡萝卜切片水分变化进行了数值模拟计算,并对数值模拟计算值与干燥实验数据进行了比较。结果表明:指数函数对干燥实验数据拟合曲线与干燥实验数据吻合不是Bi-G关系式精确估算对流传质系数与水分扩散系数的充分条件,Bi-G关系式不能用来精确估算对流传质系数与水分扩散系数。

    • 冷藏车开门状态升温影响因素分析

      2014, 45(6):254-259. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.039

      摘要 (3234) HTML (0) PDF 1.39 M (1482) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于动态热平衡理论,建立了冷藏车开门状态厢内温度数学模型,并进行相应的试验验证,分析相关参数对车厢内温度的影响。研究结果表明:当制冷机组开启或关闭并打开车门6min,车厢内初始温度为0℃时,前者比后者升温仅低0.3℃,车厢内初始温度为-15℃时,前者比后者升温仅低0.7℃。当车厢内初始温度为0℃,蒸发器出风口风速分别为4m/s与2m/s、或者当隔热材料导热系数分别为0.05 W/(m·K)与0.033 W/(m·K)时,冷藏车开门6min后前者比后者温度升高均要低约0.2℃。此外,车厢内外的温差越大、车门开启越大、车厢体积越小,车厢内的温度升高也相应的越大;车厢外有、无风,或者风向不同,开门状态车厢内的升温快慢也不同。

    • 冷藏运输厢内流场和温度场协同控制

      2014, 45(6):260-265,290. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.040

      摘要 (4021) HTML (0) PDF 2.54 M (1408) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于杨梅多孔介质特征推导热传导平衡方程,在冷藏车厢物理模型中分析了流场的流动特性,得到了车厢内各横、纵截面的流场和温度场的分布状况。采用协同控制车门右侧顶部隔热气帘风机,使其风向垂直于等温线方向间歇性定速运行,实车温度数据采集显示横截面最高温度由3.8℃降至1.67℃,在沿长度方向截面3层中温度标准差最大值为0.387。结果表明,仅调节冷风机转速无法有效改善温度均匀分布,根据等温线梯度方向和流线切线夹角开启隔热气帘风机协同调节风向,能够有效改善温度场均匀性分布程度。

    • >农业信息化工程
    • 基于FY3热红外数据的地表温度反演方法研究

      2014, 45(6):266-274. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.041

      摘要 (3478) HTML (0) PDF 1.45 M (1828) 评论 (0) 收藏

      摘要:使用中分辨率大气辐射传输模式MODTRAN模拟风云三号卫星(FY3)热红外通道数据,基于模拟数据,利用分裂窗温度反演方法,建立地表温度反演模型。利用平均比辐射率方法确定像元比辐射率,并将该反演模型用于江苏省3个时次(2012年1月23日、2月3日和2月11日)的地表温度反演。将反演结果与MODIS的温度产品进行了对比分析,分析反演模型的系统偏差,并对反演模型进行修订。验证试验结果表明:修订后模型反演的地表温度与MODIS温度产品的平均相关系数为0.877,均方根误差为1.33 K;相比于同时期的FY3温度产品,所建模型反演的地表温度与MODIS温度产品更为接近。

    • 马尾松毛虫害等级的Fisher判别分析

      2014, 45(6):275-283. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.042

      摘要 (3948) HTML (0) PDF 1.04 M (1594) 评论 (0) 收藏

      摘要:马尾松毛虫是我国森林最具危害性的害虫之一,开展该虫害的遥感预测研究有助于全面、及时地发现可能发生虫害的区域,为有效采取森防检疫措施,降低虫害造成的直接、间接损失提供技术支持。以福建省为研究区,于2012年2—5月份依次开展了三明市、将乐县、沙县、南平市、华安县、云霄县、南安市、安溪县、莆田市、长汀县、建阳市、宁德市及福清市等13个监测站的马尾松毛虫越冬代调查,调查指标包括GPS坐标、松林冠层光谱、气候、地形、林分、虫源、人文环境等。对上述因子进行分析与提取,经相关分析得到13个可有效预测马尾松毛虫害等级的子因子;利用Fisher判别分析,建立无危害、轻度危害、中度危害、重度危害等4个虫害等级的判别函数,建模组样本自〖JP2〗检结果显示4个等级的判别精度分别为71.0%、84.9%、87.2%、100%,总判别精度为80.8%,验证组样本检验结果显示判别精度为73.00%,预测准确率为75.99%,表明利用Fisher判别分析预测马尾松毛虫害等级具有较好的可行性。

    • 冠层反射光谱测量中主动光源光谱稳定性控制

      2014, 45(6):284-290. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.043

      摘要 (3492) HTML (0) PDF 1.28 M (1766) 评论 (0) 收藏

      摘要:结合自主研发的冠层反射光谱测量装置,对装置主动光源采用的波长730 nm和810 nm两种窄带LED的光谱稳定性进行了研究。实验结果表明:两种LED在未加特殊控制、按照测量要求高频脉动点亮时,结温均显著升高,造成光源光谱峰值波长的线性红移和发光强度的线性降低,严重影响测量装置测量结果的稳定性和可靠性。提出了一种间歇式脉动驱动LED的方法,该驱动方法使LED工作时结温的升高幅度保持在2℃以内,峰值波长的波动小于1nm。最后该驱动方法被嵌入到反射光谱测量装置中,进行了室内及田间稳定性测试实验,反射光谱响应值最大相对波动率小于5%。

    • 基于点云数据的猪体曲面三维重建与应用

      2014, 45(6):291-295. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.044

      摘要 (3958) HTML (0) PDF 1.27 M (2817) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对动物体型参数人工测量工作量大、精度低、应激大等问题,以120日龄长白猪标本为研究对象,利用逆向工程技术,通过激光三维扫描仪,采用三角测距原理,计算了目标点三维坐标数据,获取了猪体点云数据。通过Polygon Editing Tool Vel. 2.40软件,进行点云数据预处理,基于不规则三角网,重构了猪体的三维曲面模型。进而提取了猪体的体长、体宽、臀宽、体高、臀高、胸围、体表面积、体积等体型参数。结果表明:通过激光三维扫描仪,获取了272021个点数据,重构了猪体三维曲面模型,包含544042个多边形;对比分析三维模型的体型参数检测值与实测值,其体长、体宽、臀宽、体高、臀高、胸围等体型参数检测最大相对误差仅为0.42%,平均相对误差为0.17%。该方法测算精度高,工作量少,且对猪体无应激,可为猪体质量估测模型提供高精度体尺数据支持,也可为动物体型其他参数获取提供技术参考。

    • 夜间补光对黄瓜幼苗形态的调节与补光方式的确定

      2014, 45(6):296-302. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.045

      摘要 (3382) HTML (0) PDF 1.01 M (1405) 评论 (0) 收藏

      摘要:为确定光质夜间延时补光对不同生长阶段黄瓜幼苗形态的影响,制定黄瓜育苗夜间延时补光模式,对LED夜间延时补光对黄瓜幼苗形态发育的影响进行了试验研究。选取“津春四号”黄瓜为试材,以下胚轴长、子叶面积、茎粗、叶面积、节长、干物质量、叶绿素含量以及壮苗指数为指标,研究使用红光(R,630 nm)和红蓝混合光(RB,630 nm∶660 nm=8∶2)两种LED光源夜间延时补光4 h对不同生长阶段黄瓜幼苗形态的影响,利用Logistic曲线对叶面积增长速率进行拟合。结果表明:子叶期红光延时补光幼苗子叶面积和茎粗最大,分别比对照组提高了61.60%和19.55%;一叶期红光延时补光幼苗叶面积和茎粗最大,分别比对照组提高了25.11%和14.72%;成苗期红蓝光延时补光幼苗叶面积、茎粗、干物质量、叶绿素含量和壮苗指数最大,分别比对照组提高了41.92%、17.75%、45.45%、21.92%、200.00%。利用红光夜间延时补光能够促进前期(子叶期和一叶期)黄瓜幼苗的生长,红蓝混合光夜间延时补光可促进后期(二叶期至成苗期)黄瓜幼苗的生长、提高幼苗壮苗指数。

    • >机械设计制造及其自动化
    • 5自由度空间并联机构运动学优化设计

      2014, 45(6):303-307. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.046

      摘要 (3091) HTML (0) PDF 3.07 M (1474) 评论 (0) 收藏

      摘要:定义了一种能综合评价不同位形下并联机构灵巧度的指标——平方平均灵巧度系数,分别考察了4-UPS-RPS空间并联机构的定平台和动平台上铰链点的分布角、定平台铰链点分布圆的半径以及动平台铰链点分布圆的半径对平方平均灵巧度系数的影响规律,并据此对这些参数进行优化设计,得到该并联机构定平台铰链点的均布角为π/2,动平台铰链点的均布角为2π/5,定平台上第1个铰链点到定坐标系原点的距离为650 mm,定平台上其余4个铰链点分布圆的半径为800 mm,动平台上铰链点分布圆的半径为160 mm。仿真结果表明,经过优化设计,4-UPS-RPS空间并联机构的平方平均灵巧度系数指标比优化前明显增大,运动学性能得到了较大改善。

    • 节流槽阀口静态流动特性研究

      2014, 45(6):308-316. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.047

      摘要 (3165) HTML (0) PDF 1.52 M (1993) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了3种具有代表性结构特征节流阀口的静态流动特性。采用流场仿真分析了阀口处的压降分布特性,并描述了节流面位置随开度的变化过程。推导了阀口过流面积公式,分析了3种节流阀口的节流特征。从流量-压差特性出发,结合试验研究和理论分析,推导出了流量系数与雷诺数的数学关系式,得到了流量系数稳定值Cdst,并探讨了流量系数随开度的变化规律。在理论计算值和试验结果相互吻合的基础上,进一步研究了阀口稳态液动力和节流刚度特性,并利用试验测量结果验证了其正确性。研究表明:球形槽的通流能力强,初始段流量系数大,适用于需要快速建立系统压力的情况;三角形槽节流刚性足,流量增益平稳,适用于需要精确控制的场合;渐扩U形槽既能保证启闭时的灵敏性,也能满足运行的平稳性。

    • 钝化孔板下游流场畸变在线识别与测量值修正

      2014, 45(6):317-323. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.048

      摘要 (2924) HTML (0) PDF 1.09 M (1361) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对标准孔板钝化问题,提出了在线识别算法,并给出具体方案。首先利用Fluent流场仿真软件对孔板正常工况和钝化工况进行建模与仿真计算,与国家标准对比验证了仿真的正确性。为实现识别算法,在孔板法兰取压点P1、P2后方,再增设一取压点P3,计算3个取压点中两组差压的比值,得到差压比值因子η,因子η反映了钝化的孔板下游流场相对于正常工况时的畸变程度,即η反映了钝化程度。通过分析仿真计算结果确定了P3取压点的最佳选取位置,并进一步得出η与钝化程度的计算式。通过计算式,可以实现钝化的在线识别与流量测量值修正。现场实流实验验证了识别算法的有效性,相对于国家标准,算法的误差在±1.0%以内。

    • 镶嵌式仿生耦合功能表面流体介质控制机制研究

      2014, 45(6):324-328. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.049

      摘要 (3180) HTML (0) PDF 1.69 M (1654) 评论 (0) 收藏

      摘要:模拟海豚镶嵌式皮肤结构,设计一种仿生耦合功能表面。利用ANSYS-Workbench软件对镶嵌式仿生耦合功能表面进行双向流固耦合计算,流体计算采用CFX下的标准k-ε湍流模型,固体计算采用Transient structural。模拟结果表明,耦合功能表面湍动能、表面速度明显降低,表面柔性材料产生位移变形。模拟结果表明,表面柔性材料通过变形与基底刚性材料耦合,通过对流体介质的顺应实现对流体介质的控制;通过表面材料的弹性变形吸收部分能量,有效降低了流体介质的湍动能,避免了流固交界面能量过分交换而带来的能量损失。

    • 结合面卸载分形模型

      2014, 45(6):329-332,323. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.050

      摘要 (2887) HTML (0) PDF 1004.73 K (1305) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于分形接触理论以及微凸体的卸载模型,建立了结合面的分形卸载模型。在模型中考虑了弹性以及弹塑性微凸体的卸载。通过对所建模型的数值仿真,揭示了卸载过程中接触载荷、实际接触面积、接触压力与干涉量间的非线性关系,以及卸载过程与加载过程的不同。结果表明,结合面的卸载过程是弹性的,且卸载过程取决于加载过程的最终状态。卸载过程中,接触面积和载荷是干涉量的函数。卸载开始时,接触面积和接触载荷都急剧减小,并且小于加载时的值。随着卸载量的增加,接触面积很快超过了加载时的接触面积,而接触载荷在很大范围内都远小于加载时的接触载荷。在整个干涉量区间内,接触压力都远小于卸载时的接触压力。

    • 高速加工运动性能预测方法研究

      2014, 45(6):333-340. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.051

      摘要 (3146) HTML (0) PDF 1.15 M (1759) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了考察数控机床参数约束的运动性能对加工质量和效率的影响,提出一种高速数控加工运动性能预测方法。以进给速度为主要研究对象,利用柔性加减曲线控制方式,考虑机床参数制约、段间转接速度约束,建立多轴联动加工进给速度状态方程。通过综合后续状态约束条件,简化动态规划状态和决策变量的求解,得到进给速度、加速度曲线的预估,并获取进给速度与约束参数、轴速度和约束轴的辨识关系,通过试件切削加工实验验证了所提方法的可行性。

    • 超声铣削钛合金材料表面粗糙度研究

      2014, 45(6):341-346,340. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.06.052

      摘要 (3494) HTML (0) PDF 1.66 M (1503) 评论 (0) 收藏

      摘要:在传统铣削基础上赋予铣刀超声扭振,研究加工参数(振幅、铣削速度、进给量)对铣刀侧刃加工表面质量的影响。进行了扭振铣削试验,得到了单变量加工参数对铣削表面质量的影响,并应用方差分析和响应曲面分析研究了加工参数各因素及交互因素对表面粗糙度影响的显著性,优化了加工参数,建立了粗糙度预测模型。研究表明,施加的超声扭振可明显降低表面粗糙度;超声扭振铣削加工时对表面粗糙度影响重要程度依次为振幅、铣削速度、进给量;采用大振幅和低铣削速度更利于降低表面粗糙度。

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