戴飞:如何做设计?

现代社会进入了多元化的时代,科学、社会学、哲学、艺术等领域相互交叉,紧密联系。在这样的背景下,建筑创作理性与非理性共存并相互制约,建筑师也在思辨与创作中进行积极探索,在科学与人文、个体与整体之间寻找平衡。《中外建筑》对话中建五局设计总院副院长兼副总建筑师戴飞,听他讲述多元化时代背景下,建筑师对于建筑创作的理性思辨。

建筑作为实践科学-访湖南省建筑设计院副总建筑师戴飞

高青：戴总，您好!感谢您接受我们的访谈。您作为资深的职业建筑师，我们首先想问您的是，作为湖南建筑设计大院的中坚力量，您觉得职业建筑师的培养过程中，现有的培养体系对建筑师有哪些制约？

纵轴流锥型滚筒脱粒装置设计与试验

为了降低功耗,加快脱粒滚筒轴向物料输送速度,提高小区育种小麦种子收获机清机效率,设计了一种纵轴流锥型滚筒脱粒装置,滚筒采用锥型短纹杆-板齿结构。试验结果表明,该纵轴流锥型滚筒脱粒装置在作业时小麦脱粒混合物料轴向输送速度快、功耗低,罩壳内部种子残留量小,无需人工清机,适用于以旋风分离器为气流清选装置的半喂入式小区育种小麦种子收获机。

玉米全膜双垄沟残膜回收机作业性能优化与试验

为进一步提高玉米全膜双垄沟残膜回收机工作性能,对玉米全膜双垄沟膜-茬分布特性与对应的机械化残膜回收工艺进行了探讨,通过对玉米全膜双垄沟残膜回收机关键部件相关作业机理进行分析,确定了影响样机残膜漏收率、缠膜率作业效果的相关参数。采用四因素三水平Box-Behnken试验设计方法,建立了关键参数与残膜漏收率、缠膜率之间的数学模型,确定了样机较优的运动参数组合(样机前进速度0.46 m/s、偏心挑膜滚筒转速163 r/min、卷膜主动辊转速77 r/min和中间送膜轴转速45 r/min),并对最优作业参数间的关系进行了分析。田间验证试验表明,作业机残膜漏收率均值为6.06%、缠膜率均值为0.73%,试验结果满足国家相关标准规定的要求。研究方法与结果可为西北旱区玉米全膜双垄沟残膜回收装备的研发提供参考。

基于融合特征的泄漏信号分类识别方法

随着移动通信、物联网、车联网、工业互联网等网络的发展,电磁环境日益复杂,非法电子设备也日渐增多,各类信号耦合互调现象严重,这给泄漏信号类型识别带来了难题。提出基于融合特征的泄漏信号分类识别方法,综合运用高维度特征提取方法和图形化降维表征方法,结合残差网络等深度学习模型与特征融合分析方法,能够更综合地区分多类电磁泄漏信号,特征抗噪声鲁棒性高,方法可解释性好,可支撑基于电磁信号类型识别的辐射源智能检测工程应用。

快速腐熟秸秆还田机设计与试验

针对传统还田机作业后秸秆还田周期长,耽误耕作农时及秸秆焚烧现象引发的环境污染等问题,采用腐熟剂喷施与机械粉碎相结合的还田原理,设计了快速腐熟秸秆还田机。经田间试验测定,使用快速腐熟秸秆还田机完成作业的机收麦茬地,7个月后的秸秆腐熟还田率为97.2%,比单一机械粉碎方式高17.1%,小麦单位面积产量比单一秸秆粉碎还田地高16.5%。

马铃薯收获与气力辅助残膜回收联合作业机设计与试验

针对大面积推广大垄双行覆膜马铃薯栽培模式所造成的田间残膜污染问题,设计了马铃薯收获与气力辅助残膜回收联合作业机,一次作业可同步实现薯块挖掘铺条与残膜回收。通过对样机关键作业部件进行设计选型,确定了阶梯挖掘铲、土薯抖动升运装置及浮动式气力卷膜装置结构及作业参数,分析了浮动式气力卷膜装置作业过程,得出确保该装置不产生残膜滞留堵塞、拉断及打滑现象的必要条件,对地轮田间行走产生不滑动的滚动条件进行了分析计算,并完成了样机相关作业性能试验。田间试验结果表明,当联合作业机作业速度为1.8~2.0 km/h时,残膜回收率为91.6%,明薯率为96.8%,伤薯率为2.3%,试验指标均达到了国家和行业标准要求,试验结果满足设计要求。

旱地玉米全膜覆盖双垄沟精量播种机工作参数优化

旱地玉米全膜覆盖双垄沟精量播种机采用凸轮与曲柄组合机构控制成穴器,能够实现播种时成穴器水平绝对速度为零,可改善播种作业过程中成穴器撕膜、挑膜及穴孔错位。以播种机前进速度、曲柄机构转速、凸轮机构转速和切膜刀角为自变量,穴孔错位率为响应值,依照Box-Behnken试验设计原理,采用四因素三水平响应面分析方法,建立了各因素与穴孔错位率之间的数学模型,并对各因素及其交互作用进行分析。试验结果表明:4个因素对穴孔错位率影响的主次顺序依次为凸轮机构转速、曲柄机构转速、播种机前进速度和切膜刀角;最佳工作参数为:播种机前进速度0.50 m/s、曲柄机构转速50.2 r/min、凸轮机构转速46.4 r/min和切膜刀角23.6°,此条件下穴孔错位率为1.221%。验证试验表明该组合下试验相对误差较小。

4GX-100型小区小麦种子收获机改进设计与试验

为进一步提升自行研制的小区小麦种子收获机工作性能,降低和改进一代样机采用梳脱割台所造成的籽粒飞溅损失大,脱粒装置喂料口及其罩壳内部易滞种、堵塞等问题,对4GX-100型小区小麦种子收获机进行改进设计。结合样机传动系统方案,对其双层收获割台、伸缩拨指式锥型脱粒装置进行设计,确定锥型滚筒结构参数(喂入段、脱粒段长度,大、小段面尺寸),对脱粒元件结构参数、数量及周向分布进行计算,获得锥型滚筒转速在406~610 r/min之间,伸缩拨指长度为172.5 mm,其偏心距为40 mm。为降低样机收获作业时的滞种率,利用离散元软件EDEM建立脱粒物料颗粒模型(小麦籽粒、短茎秆),对锥型脱粒装置内脱粒物料的运动迁移过程进行模拟仿真与特征解析,分析研究脱粒物料中小麦籽粒的平均速度、位移随脱输时间的变化规律。改进样机田间作业性能试验表明,当样机喂入量达到0.52 kg/s时,整机总损失率为1.18%,种子破碎率为0.13%,含杂率为0.64%,滞种率为0.02%,生产率可达0.18 hm2/h,仅需短暂空转便可快速清机;整机运行平稳,脱粒装置喂料口及罩壳内部无堵塞现象,伸缩拨指式锥型脱粒装置能够有效抓取、脱输喂入物料,具有较强的适应性,作业机各项性能指标符合设计要求与技术标准的规定。

双垄耕作施肥喷药覆膜机工作参数优化

为进一步改进双垄耕作施肥喷药覆膜机工作性能,以作业机前进速度、土壤升运器速度、覆土侧流槽角和覆土直流槽角为自变量,采光面地膜机械破损率为响应值,依照Box-Behnken试验设计原理,采用四因素三水平响应面分析方法,建立了各因素与采光面地膜机械破损率之间的数学模型,并对各因素及其交互作用进行分析。试验结果表明:4个因素对采光面地膜机械破损率影响的主次顺序为:土壤升运器速度、作业机前进速度、覆土侧流槽角和覆土直流槽角;作业机最佳工作参数为:土壤升运器速度0.67 m/s、作业机前进速度0.70 m/s、覆土侧流槽角75°和覆土直流槽角48°。验证试验表明,采光面地膜机械破损率均值为0.216%,较优化前有显著下降。

自动跟踪式小型太阳能集热玉米果穗干燥装置设计

为缩短玉米果穗的干燥制种时间及相应干燥成本,利用中国西北部地区充沛的光热及干燥空气资源,设计了一种安装有太阳能跟踪控制系统的自动跟踪式小型太阳能集热玉米果穗干燥装置。结合该地区气候条件,确定了干燥装置的总体结构设计方案,完成了集热、干燥、控制系统及风机等关键部件设计选型,并利用该装置进行了相关玉米果穗干燥试验。试验结果表明,应用自动跟踪式小型太阳能集热玉米果穗干燥装置能够将含水率为25%的新鲜玉米果穗(湿基)500kg在5d内(36h)干燥至含水率14%(湿基),装置干燥时间较集热器固定作业方式提高7h,平均干燥速率由0.256%/h提高至0.306%/h,满足设计目标,符合玉米果穗等农产品的贮藏、制种干燥要求。

4GX-100型小区小麦种子联合收获机关键作业参数优化(英文)

为了避免因收获机罩壳内部种子残留与混杂所带来的育种试验数据失真问题,结合自行研制的 4GX-100 型小区小麦种子联合收获机进行田间育种收获试验,利用二次回归正交旋转试验设计,探讨了无滞种残留率与脱粒滚筒转速、喂入量、吸杂风机转速的关系,建立了各个作业参数与无滞种残留率之间的数学模型。由试验结果分析可得:3 个因子对无滞种残留率影响大小的顺序为脱粒滚筒转速、喂入量、吸杂风机转速;通过方程模拟选优得出 4GX-100 型小区小麦种子联合收获机田间育种收获关键作业参数的最优组合为:脱粒滚筒转速 1 586 r/min、喂入量为 0.305 kg/s、吸杂风机转速 1 076 r/min,即无滞种残留率为最大值 99.98%,且收获机其余各项指标满足小区育种收获要求。

小区育种纵轴流脱粒分离装置试验研究

为获得小区育种纵轴流脱粒分离装置最佳作业参数,依据小区育种收获机理,通过改变影响纵轴流锥型滚筒脱粒分离装置作业性能指标的4个主要作业参数:物料喂入量、滚筒转速、脱粒间隙、吸杂风机转速,以装置罩壳内部籽粒残留率、脱粒总损失率、分离含杂率及脱粒破碎率为评价指标进行装置作业性能试验。结合正交试验研究,应用综合评分法得出了装置作业时各参数的最优组合,即:喂入量为0.3 kg/s、滚筒转速为1 600 r/min、脱粒间隙为8mm、吸杂风机转速为1 100 r/min。按照该最优组合作业参数进行试验,试验结果表明,装置脱粒总损失率为0.45%、分离含杂率为16.16%、罩壳内部籽粒残留率为0.04%、脱粒破碎率为0.46%,符合小区育种收获要求。

基于近等速机构的玉米全膜双垄沟穴播机设计与试验

针对传统膜上播种机具作业存在的撕膜、挑膜、穴孔错位等问题,通过应用转动导杆机构与正弦机构进行串联,结合强排播种机构、直插播种装置及排种系统,设计了基于近等速机构的玉米全膜双垄沟直插式电动穴播机,并对其关键部件结构参数进行了设计。田间试验表明,通过近等速补偿机构与放大机构相配合,对直插播种装置进行控制、协调,实现了成穴器位于播种段与出土段的水平分速为零,穴孔布置及播种作业运动轨迹合理;强排播种机构能够实现成穴器扎入覆膜种床后的准确开启投种、快速闭合,可有效缓解膜下播种多粒、空穴与成穴器堵塞问题。作业机田间播种性能试验指标均达到了国家相关作业质量评价技术规范要求,与一代样机作业性能相比有较大改进与提升,符合玉米全膜覆盖双垄沟播的农艺技术要求。

全膜面覆土式马铃薯播种联合作业机设计与试验

为实现马铃薯大垄双行膜上覆土自然破膜出苗机械化栽培,设计了一种可实现施肥、播种、起垄、覆膜和全膜面覆土一体化作业的全膜面覆土式马铃薯播种联合作业机。对样机关键部件进行了设计,确定其排肥系统、链勺式排种系统工作参数,同时分析了提土-膜面覆土装置作业过程,得到满足膜顶覆土厚度的必要作业条件。田间试验结果表明,当作业速度为1.8~2.0 km/h时,重种指数为4.9%,漏种指数为6.6%,种植深度合格率为95.2%,种薯间距合格指数为90.1%,膜顶覆土厚度合格率为98.8%,各行排肥量一致性变异系数为6.5%,总排肥量稳定性变异系数为5.1%,试验指标均符合国家和行业标准要求,试验结果满足设计和实际作业要求。

振动式阶梯铲状马铃薯挖掘机作业性能试验

为获得振动式阶梯铲状马铃薯挖掘机最佳作业参数,依据振动减阻收获机理,通过改变影响振动式阶梯铲状马铃薯挖掘机收获作业性能指标的4个主要作业参数:整机前进速度、挖掘深度、挖掘铲长度、曲柄偏心距,以挖掘机损失率、明薯率及伤薯率为评价指标进行马铃薯挖掘性能试验。结合正交试验研究,应用综合评分法得出了振动式阶梯铲状马铃薯挖掘机作业时各参数的最优组合,即:整机前进速度为0.55m·s-1、挖掘深度为210mm、挖掘铲长度205mm、曲柄偏心距为6mm。按照该最优组合作业参数进行试验验证,结果表明,该马铃薯挖掘机明薯率为97.6%、伤薯为3.9%、损失率为3.5%,符合马铃薯收获机质量评价技术规范要求。

绿豆挤压力学特性的实验研究

为降低绿豆种子在收获、贮藏、运输过程中所产生的机械损伤,掌握绿豆籽粒的挤压粉碎加工机理,通过选取含水率为9.3%～12.8%的绿豆籽粒,在不同加载速度下对不同放置方式的绿豆籽粒在材料力学实验机上进行静态挤压实验。实验结果表明,绿豆籽粒的弹性模量为153.4～247.7MPa,屈服强度为0.23～0.98MPa,破碎负载为42.62～81.72N,最大应变为0.25%～0.61%;绿豆籽粒随着含水率的增加,其弹性模量、屈服强度、破碎负载均有明显下降但最大挤压变形量却升高;在同一含水率下,立放与侧放挤压时绿豆的屈服强度、破碎负载较大,平放挤压时较小;对于弹性模量变化而言,立放与平放挤压时较大,侧放时较小;在实验参数选取范围内加载速率对绿豆籽粒抗挤压能力影响不显著,绿豆籽粒在3种不同放置方式下,受压面生成挤压裂纹的形状、部位及规律不同。

基于近等速机构的玉米全膜双垄沟穴播机作业性能试验

应用Plackett-Burman试验设计并结合玉米全膜双垄沟穴播机工作原理分析获得的8个初始参数(放大机构比例、近等速机构传动比、成穴器开启位移、成穴器角度、曲柄转速、机器前进速度、主动杆转速、成穴器播深)进行筛选,得到作业机曲柄转速、机器前进速度以及主动杆转速对穴孔错位率、采光面机械破损率影响显著。在通过最陡爬坡试验确定显著性参数最优值区间的基础上,根据Box-Behnken试验结果分别建立了穴孔错位率、采光面机械破损率与显著性参数的二阶回归模型,探究单一因素及交互因素对不同响应值的影响效应,并结合OptimizationNumerical计算方法对直插式穴播机工作参数进行优化与田间试验验证。试验结果表明:样机作业性能在符合国家标准要求前提下,各显著性参数对其穴孔错位率的影响主次顺序为机器前进速度、曲柄转速、主动杆转速;对采光面机械破损率的影响贡献由大到小为机器前进速度、主动杆转速、曲柄转速。优化所得的样机最佳工作参数条件为:机器前进速度为0.52 m/s、曲柄转速为72 r/min、主动杆转速为140 r/min。同时在此条件下,样机田间验证试验的穴孔错位率均值为1.23%,采光面机械破损率均值为9.56%,较优化前穴孔错位率(1.56%~5.87%)、采光面机械破损率(10.63%~73.37%)有明显的下降,表明在优化工作参数条件下作业机能够实现零速投种,基本无穴孔错位与撕膜、挑膜现象出现,能够有效避免对采光面地膜的机械损伤,表明建立的回归模型是可靠的。

改进压痕加载曲线法测定小麦籽粒各组分硬度及其仿真验证

为检验谷物籽粒压痕加载曲线法优化改进后对单个谷物籽粒硬度的测定效果,应用改进的压痕加载曲线法对小麦品种西旱2号籽粒各组分（胚、胚乳、麦皮）的硬度进行测定和分析。结果表明,含水率为15.6%的小麦籽粒各组分中麦皮硬度最大,硬度值为38.52～42.48 MPa,胚乳硬度次之（21.94～22.76MPa）,胚的硬度最小（10.64～11.96 MPa）。运用有限元法建立小麦籽粒各组分的力学模型,证实改进压痕加载曲线硬度检测方法对小麦籽粒各组分硬度值的测定具有可行性,准确性较高。

中国马铃薯茎叶利用处理现状及相关机械化技术发展

针对近年来中国马铃薯种植面积不断扩大所带来的普遍存在的马铃薯收获后茎叶处理问题,在查阅文献、实地调研的基础上,总结了中国马铃薯茎叶当前的利用、处理现状及相关机械化技术,分析了其中存在的问题,提出了中国马铃薯茎叶的处理利用应与农业机械化技术相结合的建议,意在为中国马铃薯产业发展专用设备的研发及农村新型生物质能源的利用提供借鉴与参考。