穴盘水稻秧苗茎秆蠕变与应力松弛特性的试验研究

为深入了解穴盘水稻秧苗茎秆拉伸过程中的力学特性,该文利用微控电子万能试验机对穴盘水稻秧苗茎秆常规拉伸、蠕变与应力松弛特性进行测试与分析。试验表明:常规拉伸一般有2次断裂,1次断裂前,应力-应变为线性关系,没有明显的屈服过程,且平均断裂应力大小随加载速率的增加而呈线性增加;拉伸蠕变和应力松弛过程分别利用伯格斯四元件模型和麦克斯韦五元件模型进行描述。通过对曲线进行拟合,得到相关的模型参数,基于选用的流变模型和本构方程,结合秧苗茎秆的生物体特点,分别对蠕变速率、蠕变柔量和应力松弛速率、应力松弛时间进行分析,结果表明:蠕变和应力松弛过程都是弹性动力与黏滞阻力之间彼此牵制的过程;蠕变过程产生与蠕变时间和初始应力呈正相关的塑性应变,应力松弛过程导致茎秆大分子链发生变化,均对秧苗茎秆造成一定损伤;秧苗茎秆内部含有柔嫩与粗壮2种组织结构。研究结果可为秧苗机械拔取的损伤评估和相关仿真分析提供参考。

基于特征波段的高光谱技术检测水体中毒死蜱浓度的实验研究

为了探究反射光谱检测水体中毒死蜱农药的可行性,使用由ASD公司的FieldSpecPro地物波谱仪构成的高光谱采集系统在室内、室外环境获取两种不同浓度区间的毒死蜱样品的光谱数据。基于偏最小二乘(PLS)和主成分分析(PCA)算法分别对毒死蜱样品光谱数据建立全波段定量模型,结果两种模型的预测能力均较高。通过相关性分析(CA)计算相关系数来选择毒死蜱样品光谱的特征波长,其中浓度区间为5～75 mg·L^(-1)的室内、室外实验光谱的特征波长为388, 1 080, 1 276 nm和356, 1 322, 1 693 nm,浓度区间为0.1～100 mg·L^(-1)的室内外实验样品光谱的特征波长为367, 1 070, 1 276, 1 708 nm和383, 1 081, 1 250, 1 663 nm。结合PLS算法建立样品特征波长光谱数据的定量模型,结果与全波段模型相比,浓度区间为5～75 mg·L^(-1)的室内外实验光谱PLS特征波长模型的校正集决定系数R■分别提高至0.987 5和0.999 2,预测集决定系数R■分别提高至0.989 4和0.994 4,校正集均方根误差RMSEC分别降低为2.841和0.714,预测集均方根误差RMSEP分别降低为1.715和1.244;浓度区间为0.1～100 mg·L^(-1)的室内外实验光谱特征波长PLS模型的校正集决定系数R■分别提高至0.998 3和0.998 8,预测集决定系数R■分别提高至0.998 4和0.999 0,校正集均方根误差RMSEC分别降低为1.383和1.186,预测集均方根误差RMSEP分别降低为1.510和1.229,验证集标准差与预测均方根误差的比值(RPD)有所增加,尤其是针对浓度区间为0.1～100 mg·L^(-1)的实验, RPD值显著增加至21.7,说明基于特征波长建立的毒死蜱样品定量模型具有较高精度的预测能力,但是通过不同浓度区间范围的对比实验发现, ASD地物光谱仪对低浓度的毒死蜱溶液预测的相对误差偏大,存在客观上的检测下限。为了保证不同试验条件下的毒死蜱农药的特征波长都得到分析,增强模型使用的普适性与鲁棒性,根据特征波长选择出4个波段,即351～393, 1 065～1 086, 1 245～1 281和1 658～1 713 nm作为特征波段。特征波段模型的波长变量个数共38个,相比于全波段模型的432个波长变量,模型变量精简了91.2%,其中浓度区间为5～75 mg·L^(-1)的室内外实验光谱PLS特征波段模型的R■分别为0.993 7和0.987 8,R■分别为0.979 8和0.998 2, RMSEC分别为1.690和2.516, RMSEP分别为1.987和0.659;浓度区间为0.1～100 mg·L^(-1)的室内外实验光谱特征波段PLS模型的R■分别为0.9882和0.9807,R■分别为0.9391和0.9936, RMSEC分别为3.345和3.942, RMSEP分别为8.996和2.663,且四种实验情况下的模型RPD值均大于2.5,满足定量分析条件。因此采用高光谱采集系统对室内和室外环境中毒死蜱农药的快速检测具有一定的可行性,此研究结果对有机磷农药等面源污染物快速检测有实际的应用价值,可为农田水体有机磷农药快速检测仪器的开发提供理论基础。

烟草移栽机定根水喷淋装置的研究进展

定根水喷淋是烟草移栽的必须环节,本文概述了国内外烟草移栽机上的定根水喷淋装置的发展现状,介绍了主要移栽机型定根水喷淋装置的类型、工作过程和优缺点,分析了机械触发式和电子触发式喷淋装置的工作原理和使用特点,提出了烟草移栽机定根水喷淋装置应具有的精量浇水、快速喷淋和定向冲刷功能的建议。

秸秆覆盖对农田土壤磁化率测量结果的影响

【目的】土壤磁化率是环境污染监测领域的常用参数,一般在裸土表面测量。农田土壤通常覆盖有作物秸秆,本文主要研究作物秸秆覆盖对农田土壤磁化率测量的影响。【方法】在水稻田、甘蔗地1、甘蔗地2和玉米地4块试验田分别设置测量点并人为均匀叠加秸秆,测量不同秸秆材质和覆盖厚度下农田土壤磁化率,分析秸秆覆盖对农田土壤磁化率测量的影响。【结果】随秸秆覆盖厚度的增加土壤磁化率不断减小,当厚度在0~5 cm时,磁化率测量值迅速衰减,但其值可在一定程度上反映裸土磁化率;当厚度超过6 cm时,磁化率测量值衰减趋缓;当超过10 cm时,磁化率测量值趋于0。试验中大部分测量点数据可用指数模型拟合,少数测量点用线性模型拟合。分别整合水稻田、甘蔗地1、甘蔗地2和玉米地所有测量点的数据,土壤磁化率与秸秆覆盖厚度之间分别表现为指数、指数、指数和线性负相关。不同秸秆覆盖厚度所对应的检测距离是造成土壤磁化率测量值衰减的主要因素,秸秆本身材质对测量值影响很小。【结论】利用MS2D型磁化率仪测量农田土壤磁化率时,最好直接对裸土进行测量,如果有秸秆覆盖,覆盖厚度不宜超过5 cm。秸秆覆盖厚度对土壤磁化率测量值的影响可用指数或线性负相关函数模型表征。

基于有限元模拟的三维集成微系统热循环可靠性研究

为实现芯片高性能、小尺寸、低功耗和低成本的目标,先进的三维集成电路(3D-IC)成为了研究热点。基于所建立的三维集成微系统(Three-dimensional Integrated Structure Microsystem,3D-ISM),采用有限元模拟仿真方法对其进行了热循环可靠性研究。在仿真过程中施加了-40℃~+125℃的温度循环载荷,研究了三种基板类型对仿真结果的影响。结果表明,通过比较不同基板类型下的最大应力和变形量,AlN基板上的硅通孔(Through Silicon Via,TSV)铜柱和焊点表现较优。因此,AlN陶瓷基板具有最优的抗热循环性能,其研究结果可为3D-ISM集成设计提供重要的理论依据和可靠性预测。