基于灵敏度分析与响应面模型的机床主轴箱优化设计

针对机床主轴箱结构优化设计中模型复杂及计算量大的问题,提出一种将灵敏度分析与响应面模型相结合的优化办法。以箱体壁厚和筋板尺寸为输入参数,主轴箱质量、最大变形、最大应力、1阶固有频率作为目标参数进行灵敏度分析,筛选出6个关键尺寸作为优化参数;采用最佳填充空间设计法和Kriging函数法构建主轴箱响应面模型,通过多目标遗传算法对响应面模型进行求解计算。最后对优化后的主轴箱进行有限元分析来验证求解的准确性,优化后的主轴箱质量减轻了13.58%。

行距对冬小麦品种新麦26群体质量和产量的影响

在大田条件下,连续2 a以紧凑多穗型冬小麦品种新麦26为试验材料,采用随机区组设计,研究了3种行距对其群体动态变化、叶面积指数、干物质积累动态和产量的影响。结果表明,行距对上述指标有明显影响,2 a结果一致。随行距变窄,相同时期群体数和叶面积指数呈增加趋势,15 cm行距的最高群体、成穗率和最高叶面积指数均最高,花后叶面积指数下降较缓慢。使用Richards生长曲线,以有效积温为自变量对冬小麦干物质积累动态进行拟合,R2在0.996以上。干物质积累初始速率、平均速率和最终干物质质量均以15 cm行距最高,并随行距变宽而变小。缩小行距能降低冬小麦的穗粒数,提高成穗数、千粒质量和籽粒产量。15 cm行距2 a产量平均比20 cm和25 cm行距分别高出4.8%和9.5%。紧凑多穗型小麦品种新麦26的最佳行距为15 cm。

不同灌水处理对强筋小麦新麦19产量及品质的影响

在大田条件下研究了不同灌水处理对强筋小麦新麦19产量、干物质转运、水分利用效率、籽粒全氮含量和面团粉质拉伸参数的影响。试验于2009)2010年度,在新乡市农业科学院辉县试验基地一号地和辉县市孟庄镇高村同时进行。试验采用随机区组试验设计,三次重复。试验设5个处理:底墒水+拔节水+开花水,底墒水+拔节水,底墒水+越冬水+孕穗水,越冬水+孕穗水,越冬水+起身水+开花水+灌浆水(对照)。结果表明:灌水处理对新麦19的产量、干物质转运、水分利用效率及籽粒品质性状有显著的影响,两地结果基本一致。/底墒水+拔节水+开花水0处理的产量最高,两地平均比对照增产5%,花后干物质积累量和转运率、水分利用率、降水利用效率、灌水利用率和品质性状均高于对照。/底墒水+拔节水0处理的水分利用率最高,比对照高出6%以上。小麦全生育期灌两水以上时,随灌水量的增加籽粒品质将变劣;花后灌一水与花后不灌水处理的籽粒品质性状差异较小,二者均优于花后灌两水的处理。综合籽粒产量、品质、水分利用率多方面因素,在河南北部地区强筋小麦生产中适宜采用/底墒水+拔节水+开花水0的水分管理模式。

RV减速器摆线轮齿廓多目标修形的优化与研究

在RV减速器的修形过程中,存在难以保证RV减速器承载能力和传动精度能够综合提升的问题,且以往关于修形的研究大多数都是单目标修形,为此,提出了一种以RV减速器承载能力和回差为目标的优化方法,并使用RV减速器综合性能检测台对修形后的RV减速器进行了回差动态实验。首先,考虑了摆线轮修形后的齿廓方程以及修形所需要RV减速器的具体参数,并对标准摆线轮产生的接触力进行了分析;然后,确定了摆线轮和针齿最大接触力的位置,得出了摆线轮齿作用力的计算方法;比较了摆线轮与针齿之间的初始啮合间隙以及摆线轮与针轮变形量的大小,对同时啮合的齿数进行了判断,采用MATLAB迭代计算的办法,计算了准确的最大接触力,并使用赫兹公式算出了最大接触力;最后,分析了不同的修形方式对回差的影响,并建立了多目标优化模型,采用改进后的NSGA-Ⅱ算法gamultiobj遗传算法进行了寻优,求解得到了最小适应度下的较优修形量;为验证该修形方法的准确性,使用RV减速器综合性能检测台对修形后的RV减速器进行了回差动态实验。研究结果表明:经过优化后摆线轮齿间最大接触应力相较于等距修形和移距修形分别降低了11%和13%,优化后的回差为0.013′,回差相较于等距修形和移距修形均得到了提高;以承载能力和回差为优化目标的多目标修形能够较好地解决RV减速器综合性能提升的问题。

基于R语言的冬小麦品种稳定性分析

旨在确定适宜的品种稳定性分析参数及其计算方法。利用冬小麦区域试验数据,通过R语言计算了14个稳定性参数,并采用秩相关和主成分分析,研究了参数的功效和相关性。结果表明,R语言可以方便、灵活的计算各类参数;相关分析表明,PCOA和产量极显著正相关,CV和Bi极显著正相关,Sigma.square和Si、Si2、Si3、ASV极显著正相关,ASV和Si6极显著正相关;主成分分析表明,14个稳定性参数可以分为3组,组1包含Bi,与多数参数负相关,与产量相关性不显著,组2包含YIELD、Pi、YSI、CV和PCOA,与产量显著正相关,组3包含Sigma.square、S.square、ASV、Si、Si2、Si3、Wi、Si6,与产量相关性不显著。研究表明,ASV和Si与其他参数间的相关性较好,PCOA模型能够同时评价品种产量及其稳定性,三者是单变量参数模型的有益补充。

用R语言计算冬小麦品种品质性状的安全指数

旨在提供"安全第一指数"(SFI)的便捷计算方法,完善冬小麦品质性状稳定性评价体系。使用R语言设计了一个计算SFI的程序(Safety),利用冬小麦面团稳定时间数据,介绍了使用方法,验证了可靠性。结果表明,Safety程序使用便捷、运行高效,计算结果与电子表格完全一致。仅需提供待分析的数据对象和可以接受的风险比率(α),Safety可以同时计算品种均值、置信区间、shukla方差、环境方差和SFI。因为Safety程序的方差分量估计方法为"方差分析法",所以方差分量的估计值可能出现负值。综上所述,SFI能够定量地描述品质性状稳定性和达标率,Safety程序将有助于SFI在冬小麦品质性状稳定性分析领域中的推广。

豫北地区冬小麦新型农作节水技术体系分析——基于哲学视角

以科学发展观和马克思主义为哲学基础,针对豫北地区水资源短缺影响冬小麦生产的现状,以高产、高效和可持续发展为目的,研发既注重高产又强调节水的新型农作技术。生产实践表明,豫北地区的冬小麦新型农作节水技术能够大幅提高冬小麦产量和水分利用效率,值得在相似生态区推广。

基于RBF神经网络模型的数控车床主轴箱优化设计

针对复杂机床结构优化中,通常难以获得设计变量与性能目标之间显式函数关系式的问题,提出了一种基于RBF神经网络模型和组合优化策略的结构优化设计方法。以某型精密数控车床主轴箱为研究对象,通过有限元软件ANSYS Workbench和多学科优化软件Isight联合仿真技术对主轴箱设计尺寸进行最优拉丁超立方实验设计和灵敏度分析,根据实验样本点构建RBF神经网络模型代替主轴箱有限元模型。采用多岛遗传算法(MIGA)和序列二次规划法(NLPQL)相结合的组合优化策略,对RBF神经网络模型进行优化设计。优化结果表明,在保证主轴箱静动态性能的前提下,质量减轻12.89%,达到了预期的效果。

基于多目标的SPFRAG车床床身结构优化设计

为探索提高机床综合性能的新途径,提出了采用钢-聚丙烯纤维增强人造花岗岩复合材料(steel-polypropylene fiber reinforced artificial granite,SPFRAG)代替铸铁制作机床床身的方案。以某车床床身为基础,运用中心复合实验设计法和Kriging插值法建立响应面模型,通过对各设计变量进行灵敏度分析确定权重占比;基于多目标遗传算法(multi-objective genetic algorithm,MOGA),以床身质量和一阶固有频率为约束条件、以最大总位移变形量和最大等效应力为优化目标,对复合材料床身结构进行了设计,并对优化后的床身结构经有限元软件进行动静态性能分析。结果表明:SPFRAG床身静、动态特性均优于铸铁床身,为复合材料床身结构设计提供了理论依据。

种植密度对两种穗型小麦品种分蘖期茎蘖生理特性的影响

选用分蘖成穗率不同的2种穗型冬小麦品种,通过3个密度水平大田试验研究了分蘖期主茎和不同蘖位分蘖间的干物质积累与光合特性的差异,以探讨2种穗型品种分蘖成穗的生理机制.结果显示:(1)在冬小麦分蘖期间,分蘖成穗率低的大穗型品种兰考矮早八高位分蘖干物质积累速率较慢,分蘖与主茎的差距较大;而分蘖成穗率高的多穗型品种豫麦49-198分蘖与主茎的干物质积累速率差距较小.(2)2品种分蘖与主茎干物重比值(蘖/茎)均随着种植密度增加而降低,成穗分蘖的蘖/茎值拔节期均大于0.5,而同期未成穗分蘖均低于0.5.(3)在分蘖期间,兰考矮早八分蘖的净光合速率随生育进程增长比主茎缓慢,且随密度增加分蘖与主茎的差距进一步加大;豫麦49-198分蘖与主茎的光合速率差异较小,且种植密度对其影响也较小.(4)拔节中前期种植密度对2品种的荧光参数影响较小,拔节后期2品种分蘖的初始荧光(F0)均显著大于主茎,而PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)却显著低于主茎;随种植密度增加,2品种主茎与分蘖的F0和Fv/Fm差异增大,且这种趋势随蘖位上升表现得更加明显.研究表明,大穗型品种兰考矮早八拔节期主茎与分蘖间干物质积累和光合性能的差异过大是其分蘖成穗率低的主要原因.

不同种植密度下兰考矮早八茎蘖叶片内源激素差异及其与分蘖成穗的关系

在不同种植密度下,于拔节期前后测定兰考矮早八主茎和一级分蘖的第一分蘖(分蘖I)和第二分蘖(分蘖II)各时期上部第一片完全展开叶内吲哚乙酸(IAA)、玉米素核苷(ZR)和脱落酸(ABA)含量。结果表明,叶片内IAA和ZR含量表现为主茎>分蘖I>分蘖II,其分蘖与主茎的差距在拔节前期开始加大;叶片内ABA含量表现为分蘖>主茎,其差距开始加大的时期比其他激素晚6～12d。各激素含量在主茎与分蘖间的差距随密度的增大而增加,且差距达到一定程度时导致分蘖衰亡。激素间平衡与分蘖成穗关系更为密切,分蘖叶片中IAA/ABA和ZR/ABA比值低不利于分蘖最终成穗。激素含量比值在分蘖和主茎叶片中出现差距的时间要早于单一激素含量在分蘖与主茎中出现差距。与单个激素含量相比,激素之间的平衡以及分蘖与主茎激素平衡的差距可能与分蘖成穗的关系更为密切。分蘖中IAA/ABA和ZR/ABA比值占主茎中相应比值的比例可使判断成穗蘖和衰亡蘖出现差距的时间提前至二棱末期,比单一激素含量判断提前6～22d。

灌水对不同小麦品种产量和水分利用效率的影响

利用6个当地主推小麦品种在节水灌溉条件下的表现,研究豫北地区小麦节水高效栽培技术,筛选节水条件下的高产品种。结果表明:最佳节水灌溉模式为底墒水+拔节水+开花水。在不同灌溉模式下品种的产量潜力有差别,在只灌底墒水模式下,可选种周麦22,产量达7 351.65kg/hm2;在底墒水+拔节水模式下,选种周麦22,其次是洛麦22和矮抗58,产量分别为7 720.95kg/hm2、7 677.30kg/hm2、7 664.55kg/hm2;在底墒水+拔节水+开花水模式下,选种洛麦22,产量达8 190.15kg/hm2,也可选种周麦22和矮抗58,产量分别为7 984.95kg/hm2、7 910.70kg/hm2。在底墒水+拔节水+开花水模式下,周麦22、矮抗58、洛麦22三个品种的产量、水分利用效率、降水利用效率和土壤水利用效率均表现为最高,三品种平均较底墒水+拔节水模式、只灌底墒水模式高4.4%、17.0%;24.8%、51.5%;4.5%、16.8%;75.1%,150.9%。而灌溉水利用效率则相反,表现为只灌底墒水模式下最高,三品种分别较底墒水+拔节水模式、底墒水+拔节水+开花水模式高161.2%、262.3%,说明随着灌水量的增加,灌溉水利用效率降低。

豫北小麦籽粒质量性状空间变异特征

为探索区域小麦籽粒质量性状空间变异特征,给小麦收贮和加工企业提供区域小麦籽粒质量信息,筛选可用于优质小麦生态区域划分的参考性状,以2008-2012年豫北地区新乡市、鹤壁市和安阳市9个县(区)27个乡镇定点采集的405份农户大田小麦样品为材料,采用GS+9.0软件分析小麦籽粒质量性状半方差函数,以ArcGis9.3软件地统计分析模块绘制研究区域小麦籽粒质量性状空间分布图。结果表明,豫北小麦籽粒蛋白质含量和面团稳定时间较高,湿面筋含量和沉淀值较低。小麦千粒重、容重空间分布呈现由东北至西南方向递减的趋势;籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、沉淀值和面团稳定时间呈现由东北至西南方向递增趋势。小麦千粒重、籽粒蛋白质含量、沉淀值和面团稳定时间年际间表现为强或中等程度空间相关性;容重和面粉湿面筋含量空间相关性年际间变化较大。由以上分析可知,豫北地区具有生产强筋小麦的潜在优势。新乡市的小麦籽粒质量优于鹤壁市和安阳市。面团稳定时间、千粒重和沉淀值可以作为优质强筋小麦生态区划的重要参考性状。

小麦兰考矮早八茎蘖幼穗激素差异及其密度调控效应

【目的】探讨大穗型小麦品种兰考矮早八主茎和两分蘖间幼穗部激素差异与分蘖成穗的关系及其密度调控效应。【方法】在大田条件下,设置150(D1)、262.5(D2)和375万株/hm2(D3)3个种植密度,在拔节期取标记株区分主茎、分蘖Ⅰ和分蘖Ⅱ,显微镜下剥取幼穗液氮保存,用酶联免疫法测定幼穗中赤霉素(GAs)、吲哚乙酸(IAA)、分裂素(ZR)和脱落酸(ABA)含量。【结果】小花分化期主茎与分蘖幼穗分化进程差异很小,之后差距增大,表现为主茎幼穗分化进程要快于两分蘖。在分蘖两极分化过程中,幼穗中GAs、IAA和ZR含量及其IAA/ABA和ZR/ABA比值表现为主茎>分蘖Ⅰ>分蘖Ⅱ,在拔节后期幼穗ABA含量表现为分蘖Ⅱ>分蘖Ⅰ>主茎,IAA/ZR较高或呈升高趋势时对分蘖生长产生抑制作用。【结论】分蘖幼穗中较高的GAs、IAA、ZR含量以及IAA/ABA和ZR/ABA比值有利于幼穗生长发育,而较高的ABA含量及IAA/ZR比值不利于分蘖成活。分蘖与主茎差距越大,分蘖衰亡时间越早,且密度对其具有显著的调控效应。

种植密度对兰考矮早八幼穗分化和碳氮代谢的影响

在大田栽培条件下,研究了大穗型冬小麦品种兰考矮早八主茎、分蘖Ⅰ、分蘖Ⅱ分蘖成穗、碳氮代谢的变化及其种植密度的调控效应。结果表明,小花分化期,主茎与分蘖幼穗分化进程差异很小,之后差距增大,且随密度增加分蘖的幼穗分化更加滞后。262.5×104苗/hm2密度下,可溶性糖含量及碳氮比优势明显,不同茎蘖间差异较大,具体表现为主茎>分蘖Ⅰ>分蘖Ⅱ。随密度增大氮含量降低,不同茎蘖间差异较小。表明在幼穗发育过程中,主茎竞争优势易引起分蘖碳素营养不良和碳氮失调,导致主茎与分蘖的差距拉大,影响分蘖成穗。

超强筋小麦新品种新麦26籽粒灌浆特性研究

为了给优质超强筋小麦新品种新麦26的推广利用提供理论依据,于2009-2010年在新乡市农业科学院小麦研究所对大田试验条件下新麦26的籽粒灌浆特性进行了研究。结果表明,小麦千粒重呈"S"型增长。新麦26比新麦18灌浆持续时间短3d,平均灌浆速率(1.40mg/(粒.d))和最高灌浆速率(2.48mg/(粒.d))分别较新麦18高2.2%、4.6%,前中期灌浆速率快、积累量大。新麦26灌浆期间籽粒含水量稳定阶段短,灌浆完成后失水快。因而认为,新麦26具有灌浆时间短、灌浆速率快、粒质量高、落黄好的特点。在推广应用新麦26时,应注意提高单位面积穗数和穗粒数,并适时收获防止籽粒干物质回流。

节水高效小麦品种筛选与应用研究

为筛选抗旱小麦品种,于2011―2013年设置全生育期不灌水(W0)、灌1水(拔节期灌水80mm,W1)、灌2水(拔节期灌水80mm+开花期灌水80mm,W2)共3种灌溉处理,比较16个冬小麦品种的生长发育特性、产量、农田耗水量(ET)和水分利用效率(WUE)差异。结果表明,不同小麦品种间生长发育特性、产量、ET和WUE均存在显著差异。以2a平均小麦籽粒产量、ET和WUE为指标进行聚类分析,将16个小麦品种分为4类,分别为以‘周麦24’为代表的节水超高产类,以‘矮抗58’为代表的高产类,以‘新麦26’为代表的节水稳产类,以‘周麦22’为代表的中低产类。W1处理不仅能获得较高产量且WUE最高,‘周麦23’和‘周麦24’因产量和WUE表现优异,推荐其作为豫北地区抗旱节水高效示范推广品种,2013-2014年大田示范节水增产显著。

不同灌水处理下小麦干物质分配、转运及其产量的研究

筛选出适合本地区的抗旱节水高效品种,并且探索出与之相配套的灌水模式,提高水分利用效率,为以后的在抗旱节水品种的选育及节水栽培技术的广泛推广提供理论依据。以豫北地区‘洛旱8号’、‘新麦26’、‘矮抗58’、‘周麦18’4个品种为供试材料。设置2种不同灌溉模式,不灌水(W0)、灌2水(W1)。采用裂区设计,研究在不同灌水模式处理下对不同小麦品种植株各器官干物质的积累、分配、转运及产量和产量构成因素的影响。结果得出:不同品种间植株干物质积累量和其在各器官的分配规律基本一致,‘周麦18’和‘洛旱8号’除穗颖干物质量差异显著外,其他器官干物质量差异不显著;成熟期4个品种的叶片干物质量和干物质分配无显著差别;籽粒干物质分配量和比例均在4个品种间无显著差异,各器官中的干物质向籽粒的转运量、转运率及其对籽粒的贡献率表现有显著性差异。在W0的灌水模式下,由于水分条件的制约,4个品种在该种植模式下均出现产量下降的现象,‘洛旱8号’下降幅度最小,‘周麦18’则最大。综上所述可得,‘洛旱8号’对水分的敏感性较差,抗旱能力优于其他3个品种。

氮肥追施时期对强筋小麦产量和面粉品质的影响

为给强筋小麦高产优质栽培中的氮肥合理运筹提供依据,以强筋小麦新品种‘新麦26’为材料,在施氮量为240 kg/hm2的前提下,研究了分别在起身期、拔节期、孕穗期和开花期4个时期追施氮肥对优质强筋小麦产量及面粉品质的影响。结果表明,在施氮量一致的基础上,从起身期到开花期随着氮肥追施时期的推迟,‘新麦26’籽粒产量呈先增加后降低的趋势,其中孕穗期追施氮肥小麦籽粒产量显著高于其他处理,穗数最多,穗粒数仅次于拔节期追施氮肥,千粒重最高。拔节追施氮处理面团稳定时间最长,粉质评价值最高,籽粒产量次于孕穗氮处理。开花氮处理籽粒产量和粉质评价值最低。‘新麦26’面团吸水率、稳定时间在不同处理间差异较小。建议在生产中将强筋小麦的氮肥追施时期安排在孕穗开始时,既可获得较高的籽粒产量又能保证面粉品质。