红三叶种子丸粒化工作参数多目标优化

针对红三叶种子丸粒化包衣存在丸化合格率低、丸化设备参数优选困难等问题,以单籽丸化合格率与单籽抗压强度作为丸粒化包衣性能指标,利用多目标优化方法对红三叶种子丸粒化包衣工作参数进行优选。采用二次正交试验获取不同包衣锅工作参数下的丸粒化包衣性能指标值,通过Design-Expert软件建立相应的二阶回归方程并进行回归模型单目标优化。结果显示红三叶种子单籽丸化合格率及单籽抗压强度模型用于种子丸化包衣性能预测分析的准确性,单籽丸化合格率预测值与物理试验值相对误差为0.15%,单籽抗压强度预测值与物理试验值相对误差为5.85%;通过多目标优化分析,确定红三叶种子最佳工作参数为包衣锅振动频率15 Hz、包衣锅转速59 r/min、包衣锅倾角35°。

理工科院校研究生理实一体化项目式教学法的改革与实践

工程技术类课程作为多数理工科院校研究生培养的重要基础课程,其目的在于加强理论与实践的融合,全面提升研究生从事科学研究的能力。在实践教学过程中,该类课程注重将科学研究的关键环节融入工程实践当中,以技术应用和实践操作为重点内容,强化学生对各实践教学环节的掌握、理解与应用,使学生全方位掌握从事科学研究的基本方法与过程。本文以“计算机控制技术”为研究目标,采用理实一体化的项目式教学改革理念,探索面向工程应用的全方位综合一体化教学模式,将科学研究基本过程作为核心和主线贯穿于课堂教学。通过该类课程的教学改革,将为研究生后续顺利完成课题研究和从事科学研究工作奠定坚实的基础。

小粒牧草种子丸粒化包衣数值模拟与试验

针对小粒牧草种子丸粒化包衣时包衣质量不高、丸化合格率较低等问题,该研究采用理论方法,分析种粉颗粒在包衣锅内的运动过程、受力情况,构建种粉颗粒与包衣锅相互作用力学模型,获取影响种子包衣质量的主要因素。利用EDEM软件模拟包衣设备中不同结构参数下物料混合情况,探究结构参数对种粉混合效果的影响,以粉料的变异系数为评价指标,以包衣机甩盘直径、包衣机边缘倾角和包衣机转速为影响因素开展优化试验,得到最优参数组合为包衣机甩盘直径309.9 mm、包衣机边缘倾角61.9°和包衣机转速10.1 r/s。利用搭建的物理试验平台进行种子丸粒化包衣验证试验,结构参数优化后的包衣锅物理试验平均丸化合格率得到提升。进一步优化种子丸粒化包衣质量,探究粘结过程中粉料、药液对丸粒化包衣的影响。对丸粒化包衣机进行工艺参数正交试验,得到最佳工艺参数组合为单次供粉量为10 g、单次供液量为15 mL和包衣时长为7 min。在最优工作结构参数与工艺参数组合下,种子丸粒化包衣试验质量较高,研究结果可为其他不规则种子包衣提供参考。

紫花苜蓿种子丸化包衣工作参数优化设计

针对紫花苜蓿种子丸化包衣存在丸化合格率低、种粉间混合均匀度差、丸化工艺落后等问题,采用数值模拟和试验验证相结合的方法,对紫花苜蓿种子丸化包衣工艺参数进行优化设计。通过离散元软件EDEM建立紫花苜蓿种子的仿真模型,采用离散系数作为评价指标研究了包衣锅振动频率、转速、倾角对种粉间混合均匀度的影响,同时以丸化合格率J作为评价指标,采用单因素试验验证数值模拟的可行性。为进一步研究各因素对种粉间混合均匀度的影响规律,以丸化合格率J作为评价指标进行二次回归正交设计试验,通过Design-Expert软件建立紫花苜蓿种子丸化合格率的二阶回归方程并进行方差分析。结果表明:对紫花苜蓿种子丸化合格率影响前3的因素为包衣锅倾角、包衣锅振动频率与包衣锅转速,并以丸化合格率的最大值为优化目标得到最优工艺参数组合,即包衣锅倾角为44°、包衣锅振动频率12Hz、包衣锅转速68r/min。研究结果可为振动作用下小粒种子的丸粒化包衣机设计和丸化包衣工艺参数优化提供参考依据。

耕作土壤地表不平度的分形特性

利用激光式不平度测试仪测定犁耕耕地、圆盘耙耙地和驱动耙耙地地表的不平度,测定沿着3个方向进行,即平行、倾斜和垂直方向。通过对各种分形计算方法进行比较,对每一种地表不平度的RMS高度和分形维数进行了分析。结果表明:RMS高度和各种地表的相关性不如分形维数明显,而且两者间存在一定的关系。最后提出利用地表不平度指数可以较好地表征随机地面的特性,地表不平度指数越大,地表不平度越大。

冰草种子物性参数测定与离散元仿真参数标定

为了提高冰草种子丸化包衣过程离散元仿真模拟试验所用参数的准确度,该研究通过物理试验和仿真试验相结合的方法对仿真参数进行标定。首先,采用物理试验的方法测定冰草种子的基本物性参数(外形尺寸、千粒重、密度、含水率、泊松比、弹性模量和剪切模量)和接触参数(静摩擦系数、滚动摩擦系数和碰撞恢复系数),参考物理试验测定结果选择仿真试验参数取值范围,采用Plackett-Burman试验对仿真参数进行显著性筛选,筛选试验结果表明:冰草种子-冰草种子静摩擦系数、滚动摩擦系数、碰撞恢复系数对仿真试验休止角有显著性影响。进一步通过最陡爬坡试验确定3个显著性参数最优取值范围,并根据Box-Behnken设计试验得到显著性参数与休止角的二阶回归模型,以物理试验实测的休止角30.54°为优化目标值获得最优参数组合为:冰草种子-冰草种子静摩擦系数0.57、滚动摩擦系数0.74、碰撞恢复系数0.54。最后对物理试验休止角和仿真试验休止角进行双样本T检验得出P>0.05,结果表明仿真得到的休止角与物理试验值无显著性差异,且最优参数组合下仿真试验休止角30.86°与物理试验休止角30.54°的相对误差为1.037%,进一步验证了仿真试验的可靠性。研究结果表明标定所得的最优参数可用于冰草种子丸化包衣过程的离散元仿真试验。

土壤表面分形表征效果对比

分形是研究土壤表面不平度的有效方法,选择合适的分形维数计算方法是准确表征表面轮廓的关键。利用W-M理论分形曲线对常用于计算表面轮廓分形维数的4种方法进行评价,结果显示均方根法在表征分形维数介于1.2-1.6的表面轮廓时精度最高;均方根法在表征实测土壤表面时的适应性强,无标度区间宽。根据表面轮廓的均方差与区间尺度呈比例的性质改进了均方根法,理论轮廓曲线的计算结果显示其精度明显提高,为准确描述土壤表面的复杂特性提供了一种有效的方法。

CAN总线技术在拖拉机上的应用展望

随着新兴科学技术的不断创新,尤其是计算机、电子控制与网络通讯等高新技术的发展,对拖拉机工业产生了巨大的影响和渗透,为提高拖拉机作业机组的性能开辟了崭新的道路。为此,概括介绍了CAN总线的基础知识、主要特性以及国内外拖拉机应用CAN总线技术的现状,指出了在拖拉机上应用CAN总线控制技术的前景。

水田土壤流变机理研究现状与展望

随着农业机械化发展的加快,解决水田作业机械问题已成为极为迫切的问题,但传统的方法在探讨耕作部件和车辆的行走装置与土壤的相互作用规律时,均将土壤作为弹性、塑性或弹塑性材料,而这些方法均不适用于含水量较高的水田土壤。为此,综述了关于水田土壤流变机理的发展过程,并对今后流变学研究的方向提出了建议。

牧草种子丸粒化包衣运动规律与参数优选研究

种子丸粒化包衣质量对种子发芽、生长性能影响较大。为此,针对影响牧草种子丸化包衣质量的丸粒化包衣机工作参数进行了试验研究。运用离散元仿真软件EDEM分析了包衣锅的振动频率、转速及倾角对牧草种群运动轨迹及混合度的影响规律;采用具有振动作用的丸粒化包衣机,设计了3因素5水平的正交试验,对牧草种子丸粒化包衣的工作参数进行优选。研究结果表明:影响牧草种子丸化包衣质量的主次因素为包衣锅倾角>包衣锅转速>振动频率;当包衣锅转速、包衣锅倾角、振动频率分别为52r/min、44°和20Hz时,丸粒包衣质量最优。

路面不平度的特性分析

利用激光式不平度测试仪沿着行驶方向测定混凝土、砖、土路面的不平度,对每一种路面不平度的轮廓均方根偏差、轮廓微观不平度的平均间距、功率谱函数和分形维数进行了分析,结果表明:传统的粗糙度评定参数在描述各种路面不平度时具有明显的局限性,而利用分形维数可以较好的表征随机路面的不规则程度。

分形理论在土壤科学中的应用现状与研究展望

本文介绍了分形理论的主要内容,概述了土壤科学的性质以及分形理论在土壤科学中的应用现状。在分析分形理论自身的不完善性以及当前土壤科学研究内容的不均衡性、不广泛性和不深入性等基础上,对分形理论应用于土壤科学的前景进行了展望。

基于CATIA的马铃薯挖掘铲参数化建模

论述了马铃薯挖掘机关键部件挖掘铲的设计方法,并基于土壤与铲体作用力学分析建立了挖掘铲牵引阻力数学模型,最终确定了挖掘铲设计参数。同时,详细地阐述了基于CATIA的挖掘铲三维参数化建模的基本方法。

基于多信息融合技术的河套蜜瓜品质评价

提出应用机器视觉和近红外光谱信息融合技术进行河套蜜瓜品质的评价,利用自行开发设计的在线检测系统获取154个试验样本的图像信息和光谱信息,通过对采集样本应用支持向量机算法进行数据融合。结果发现,基于多信息融合技术能够更有效地对蜜瓜的品质进行识别,评判的准确性较单个信息模型有所提高,当把蜜瓜的颜色特征、体积和果形指数作为外部特征融合蜜瓜光谱特征进行建模时效果最好,其模型的r、均方根校正偏差(RMSE)高达0.863 0、0.940 7。

丸粒化包衣种子识别检测系统设计与试验

由于存在包衣配方不统一、包衣机自动化水平低等问题,目前我国种子包衣合格率检测精度和效率较低。为此设计了一套丸粒化包衣种子识别检测系统,针对形状为类球体的包衣种子进行识别。首先,搭建拍摄平台,拍摄的图像传输至识别控制系统中进行图像前期处理。其次,根据图像处理后不同类型包衣种子特征提出了一种识别检测算法,根据破损包衣种子与其它包衣种子图像面积比例的差异,利用高级形态学处理实现破损包衣种子的识别。根据多籽种子与合格种子颗粒像素值的差异实现对多籽种子以及合格种子的识别。最后,对种子总数、合格数、多籽种子数及破损种子数进行检测,计算得到包衣合格率。以红三叶种子进行试验,结果表明:整套系统图像采集、处理与识别时间约为3 s;运用高级形态学处理识别破损包衣种子准确率达98.8%;当试验样本为200粒时,总数识别算法的准确率达到99.1%;对合格包衣种子以及多籽包衣种子识别相对误差分别为1.18%与3.36%。该识别检测系统实现了拍摄、图像处理、检测识别以及结果保存等功能,实现了包衣种子的无损检测。

土壤地面不平度及接触分形模型

采用均方根法计算对实测土壤地面不平度数据进行分形维数值的计算。结果显示,土壤表面不平度具有典型的分形特征,可以利用W-M分形函数进行土壤表面的模拟。根据分形接触模型理论,建立车轮与土壤表面接触发生弹、塑性变形时的分形模型。

土壤地面不平度的三维分形模型

为获得土壤表面不平度的三维模型,本文提出利用分形布朗模型进行构造的方法,首先对实测土壤表面不平度数据,利用均方根法计算出土壤表面的分形维数与方差。通过改变参数构建粗糙度不同的三维地面。结果表明,该模型可以作为车辆仿真测试的激励输入模型。

图像处理在电阻点焊质量检测中的应用

现代制造业广泛使用电阻点焊技术,研究者长期致力于实现焊接质量快速无损检测技术的研究,本文以低碳钢为试验材料,在各种点焊工况下对焊点图像进行了采集与预处理,利用分形理论对焊点图像边缘进行检测,结果证明,利用分形几何可有效提取焊点边缘。文中研究了焊点图像特征区域面积与焊点强度之间的关系,结果表明,焊点表面图像面积与焊点强度之间呈正比例关系,可以利用焊点表面图像对点焊质量进行检测。

基于时域模型的车轮随机动载特性仿真分析

作为随机过程的车辆道路不平度,通用的模拟方法是频域模型,但在对人-车-路系统进行非线性动力学分析研究时,必须获得关于道路的时域模型。本文描述了两种基于路面功率谱模型的道路时域模型重构方法,利用该方法对C级公路路面进行数值模拟,同时建立了汽车的两自由度模型,应用SIMULINK软件仿真分析了车轮的随机动载特性,结果表明分形模型与路面的实际情况接近。

土壤表面不平度分形特性的图像分析方法

研究了分形几何理论和图像处理技术在土壤表面不平度分形维数计算方法中的应用。利用分形几何的相关理论针对图像预处理后的表面形貌的图像数据建立数学模型,得到可以表征土壤表面不平度的分形参数。为此,共选择了3种不同耕作方式的土壤表面作为研究对象,运用自行设计的程序进行了表面分形维数的计算。结果表明:不同类型表面的分形维数相差较大,利用分形维数能够进行土壤表面不平度的有效表征,同时能对不同类型的土壤表面进行准确分类。