川芎苓种播种器参数优化与试验

针对川芎苓种机械播种存在漏播、重播、伤种等问题,通过理论分析和试验,确定了影响播种器精量播种的关键部件的结构参数,优化出一种适用于川芎苓种精量播种的播种器。以敖平镇川芎为试验对象,完成以播种器导种室的直径、导种槽深度、导种槽倾斜角度为影响因子的三元二次回归正交旋转组合设计试验,并运用JMP 13软件对试验结果进行分析,得到各影响因子与播种性能指标之间的回归模型。同时,基于回归模型进行目标参数优化,确定最优组合参数,即播种器导种室的直径202.77mm、导种槽深度19.64mm、导种槽倾斜角度60.88°时,播种器播种的合格率95.62%,漏播率2.15%,重播率2.23%。在此基础上再对播种器进行田间试验,结果表明:播种器播种的合格率96.17%,漏播率2.3%,重播率1.52%,损伤率0.22%,满足苓种精量播种农艺要求。研究为川芎苓种播种器的设计与应用提供了理论依据。

糙米正面破碎特性与裂纹扩展规律

目的:研究碾米室中糙米破碎特性。方法:利用万能材料试验机进行糙米力学试验,通过数字显微镜观察糙米中裂纹及其扩展变化。结果:糙米受力时会经历屈服阶段与强化阶段的交替过程,直至断裂;在挤压载荷作用下,内部微孔洞处产生裂纹,裂纹的快速扩展造成了米粒破碎或断裂,在三点弯曲和剪切载荷下,糙米从支撑端底面产生裂纹,并扩展至正面;糙米的抗挤压变形能力最大、抗三点弯曲变形能力次之、抗剪切变形能力最小;与挤压载荷相比,糙米在三点弯曲和剪切载荷下的破碎强度和破碎能较小。结论:在对碾米机结构进行设计时,要尽量减少弯曲、剪切作用对糙米的影响;同等条件下,粳型糙米的力学特性优于籼型糙米。

羌活籽粒和珍珠岩的离散元参数标定及排种验证

为确定羌活种子排种器离散元仿真所需的物性参数,对羌活籽粒和珍珠岩进行物性参数测量及标定。采用斜面法测量静摩擦系数,用自由跌落法测量碰撞恢复系数,用圆筒提升法测量堆积角,通过EDEM仿真对比堆积角大小,确定滚动摩擦系数,通过对比仿真试验与田间试验的结果,确定测定参数的准确性。羌活籽粒的密度为160 kg/m^(3),珍珠岩密度为150 kg/m^(3);羌活籽粒的泊松比为0.32,珍珠岩的泊松比为0.2;羌活籽粒的剪切模量为30 MPa,珍珠岩的剪切模量为38.5 MPa;羌活籽粒与ABS塑料板的静摩擦系数为0.62,珍珠岩与ABS塑料板的静摩擦系数为0.78,羌活籽粒间的静摩擦系数为0.51,珍珠岩间的静摩擦系数0.91,羌活籽粒对珍珠岩的静摩擦系数为0.72;羌活籽粒与ABS塑料板的碰撞恢复系数为0.39,珍珠岩与ABS塑料板的碰撞恢复系数为0.28,羌活籽粒间的碰撞恢复系数为0.31,珍珠岩间的碰撞恢复系数为0.14,羌活籽粒对珍珠岩的碰撞恢复系数为0.32,珍珠岩对羌活籽粒的碰撞恢复系数为0.26;羌活籽粒的滚动摩擦系数为0.043,珍珠岩的滚动摩擦系数为0.097,珍珠岩与羌活籽粒之间的滚动摩擦系数为0.037;仿真试验与田间试验的排种结果曲线基本一致,平均相对误差分别为5.6%和3.8%,表明测定的物性参数具有可靠性。本研究为羌活籽粒和珍珠岩的离散元仿真提供理论参考,为羌活播种机的设计优化提供理论参考。

糙米腹背部破碎特性与裂纹扩展研究

研究糙米碾白过程中腹部、背部的破碎特性。利用万能材料试验机进行力学试验,通过数字显微镜观察糙米中裂纹及其扩展变化。结果表明:糙米背部的结构组织强度大于腹部;在三点弯曲和剪切载荷下,裂纹总是从糙米籽粒底部的支撑面产生,并向上扩展至载荷作用面,糙米腹部、背部抗剪切变形能力低于抗弯曲变形能力,当碾白压力大于30 N,大量的糙米会产生裂纹,在碾白过程中,要考虑将碾白压力控制在30 N以下。研究确定了糙米腹背部组织结构的差异性,可为碾米机的设计和碾米加工工艺提供参考。