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[硕士论文] 徐鑫
森林工程 中国林业科学研究院 2018(学位年度)
摘要:苎麻,是我国传统农作物,种植历史悠久,又称“中国草”。但近年来,由于手工成本日益增加和苎麻收剥机械化水平低下,苎麻种植面积锐减,苎麻产业面临严重的危机。国内从二十世纪70年代开始研制苎麻剥麻机,现已经研制出40多种剥麻设备,但能应用到实际生产中的不足十种,最终也由于各种原因被弃用。调研发现,现有苎麻剥麻机的问题主要表现在:工作效率低、劳动强度大、剥麻质量低等。
  本文在研究分析各类剥麻机特点和麻农切实需要的基础上,从苎麻自身力学性能出发,提出了一种纵向劈裂、横向提拉的剥麻方式,设计出一种提拉式苎麻剥麻机,并对核心部件进行了有限元分析,主要研究结论如下:
  1.测量了苎麻的基本外形尺寸,分别对苎麻茎秆、木质部、韧皮层进行了拉伸、压缩、弯曲和扭转实验,得到了各部分的本构关系和工艺性能,为提拉剥麻方式的实现和样机的设计提供了理论基础。
  2.完成了机架、传送机构、导向机构和压紧机构等的结构设计,绘制了各个零部件的三维模型,并完成了整机的装配,创建出提拉式苎麻剥麻机虚拟样机,从理论上证实了提拉剥麻方式的可行性。
  3.对劈麻组合刀具、提麻刀臂和刮骨刀等核心部件进行了试验,完成了各部件的优化设计,并用SolidWorks Simulation对各部件进行了有限元分析,结果表明应力、应变、位移和安全系数皆满足设计要求。
  4.根据提拉剥麻方案的要求,对自动提麻刮骨系统进行了设计。完成了控制器、驱动器、变频器和光电开关等硬件的选型,并以PLC控制器为核心,根据各部件动作要求,设计出一套自动拉麻刮骨控制系统。
  5.加工样机,进行试验。结果表明:样机原麻生产率为12 kg/h,鲜茎出麻率为4.68%,含杂率为1.32%。
[硕士论文] 苏宁
森林工程 中国林业科学研究院 2018(学位年度)
摘要:容器苗因造林成活率高被广泛推广应用,其栽植机械化是发展的主要方向。目前国内容器苗栽植机械化程度较低。一般对造林区进行整地后,都由人工栽植。近几年,广西北海从芬兰引进了大型植苗器用于桉树容器苗的栽植。整套设备必须配套大型挖掘机,体积庞大,行动不灵活,作业及维修成本高昂。本文参考此类设备,基于ZL910C小型装载机设计了一套小型植苗器。整套设备工作原理与国外大型植苗装备相似,但整体尺寸和重量都大幅降低。
  本文所设计的植苗器主要由翻土系统、苗盘系统、植苗系统三大部分组成。翻土系统的功能是将土层翻新,为容器苗提供良好的生长条件。其构成包括了装载机的臂系、液压油缸和翻土铲板。本文分析了翻土系统运动情况,给出了三组油缸长度变化与翻土铲尖空间位置的关系式。设计了翻土铲结构,给出了翻土铲结构尺寸。对翻土铲在入土、破土、翻土三个阶段运动情况进行了分析。利用EDEM软件建立土层离散元模型,仿真并检验了翻土铲的翻土性能,通过仿真结果得出结论:翻土铲可以实现土壤翻新,以70°入土翻土效果较好。苗盘系统主要功能是存苗和取苗。本文对苗盘结构进行了设计。苗盘长0.85m,宽0.7m,一次可存放54棵容器苗。苗盘系统的苗杯布置形式采用链式布置。通过苗杯与苗盘摩擦实验,建议采用不锈钢板作为苗盘承载盘材料。对驱动电机进行选型,并设计了苗盘系统的控制电路。植苗系统的作用主要是栽植容器苗。植苗系统主要包括植苗杆系、鸭嘴机构、镇压机构以及液压油缸。本文对植苗系统结构进行了设计,给出了关键部件的结构尺寸。分析并给出了植苗机构、镇压机构动作位置与油缸长度变化的关系式。搭建了植苗系统液压回路,利用AMESim软件对回路进行仿真,验证了该液压回路的可行性。
  最后,本文对基于小型装载机的植苗器设计进行了展望,提出可在本文设计基础上,增加施水施肥功能,苗、水、肥余量监测报警功能,智能导航、植苗统计功能,以提高植苗器的植苗效率以及自动化、智能化程度。
[硕士论文] 杨夏威
农业工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:随着中国经济的高速发展,人们对水资源的需求日益增加,水资源供需矛盾日益加剧,大力推进灌溉管网规模化以减少农业用水过程中不必要的损失成为农业现代化发展的必然趋势。但由于规模化灌溉管网灌溉距离长,管线起伏变化大等特点,气体易积存于管道内,常因排气不畅而产生严重的爆管现象。进排气阀是灌溉工程中最为常见的安全调控设备。但其在气液相间工况下,受阀内气托力的影响很难做到连续排气,因此研制出一种能够实现在任何工况下自动连续排气,且安全、可靠、适用范围广、排气性能强的进排气设备,并研明其排气性能和排气过程中阀门内部气体流动情况,为规模化灌溉管网的安全运行提供理论支撑和技术支持。
  基于以上认识,本研究的主要内容及结果如下:
  (1)概述了常见进排气阀的种类、工作原理和结构特征,总结了各类进排气阀的优缺点,为实际工程中进排气阀的选择提供了依据;
  (2)在充分调研的基础上,指出了现有进排气阀在气液相间工况下,无法连续排气的问题,利用配压原理,设计出了两种新型管道灌溉进排气设备,即单腔一体式新型进排气阀和双腔外联式新型进排气阀,并通过制作原理样机的形式对新型进排气阀的导阀样机进行了原理试验,验证了设计原理中配压机构驱动进排气阀实现气液相间工况连续排气的可能性;
  (3)以DN50尺寸双腔外联式新型进排气阀为例,利用三维造型GAMBIT软件和流体计算ANSYS CFX软件,对阀瓣开度为0.2cm、0.4cm、0.8cm、1.2cm时不同排气量条件下新型进排气阀主阀腔体内部流场进行了数值模拟,并根据模拟计算结果绘制了各阀瓣开度状况下排气量-压差关系曲线;通过提取内部区域重要剪切面的相关压强分布云图、速度分布云图、气流流线图等信息,直接展现了阀体内部气流的走向,描述了压强与气流流速的分布情况;并通过不同工况下主阀腔体内部重要剪切面的对比分析,探明了阀瓣开度和进出口压差对主阀腔内内部气流流态以及阀门排气量的影响;
  (4)通过建立进排气阀排气性能试验平台对阀瓣开度为0.4cm、0.8cm、1.2cm时不同进出口压差条件工况下的进排气阀排气量进行了物理试验研究,拟合同一开度不同压差工况的试验结果,建立了各阀瓣开度状况下排气量-压差关系函数;并利用该拟合函数计算数值模拟假定的各压差条件下的排气量数值,将取得的实际排气量数值与数值模拟计算结果进行对比分析,误差在0.08~6.43%之间,验证了进排气阀数模分析方法的可行性和仿真模型的准确性。
  (5)试验结果显示:当压差为0.035MPa时,DN50双腔外联式进排气阀排气量为852.95m3/h,高于规范规定的该工况下进排气阀应达到排气量(670m3/h)27.31%;当压差为0.07MPa时,该进排气阀排气量为1314.45m3/h,高于规范规定的该工况下进排气阀应达到排气量(1080m3/h)21.71%。证明了新型进排气阀排气性能满足设计要求。
[硕士论文] 林嵩森
水利工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:随着农业的发展,大量化肥和农药被投入农业生产当中,在提高了作物产量的同时,农药化肥大量使用产生的非点源污染物随着径流和排水流入干净的水域,进而导致生态环境的恶化,在水环境污染中,农业非点源引起的水污染占了很大的比重。沟塘湿地可通过底泥截留吸附、植物吸收和微生物降解净化农田排水汇集的非点源污染物。目前,已有大量有关湿地去除氮、磷营养物的机理及去除能力研究,充分肯定了沟塘湿地在减轻地表水富营养化方面所发挥的巨大作用,但是关于沟塘系统与农田间的水力关系对非点源污染物去除影响的研究却很少,本文以江都农田水利科学研究站外围试验田及沟塘为试验区,实地勘察明确研究区内农田与沟塘的水力联系,定点监测水文及水质指标(铵态氮、总磷和硝态氮),结合理论分析,探究研究区沟塘的分布特性以及农田与沟塘水力关系对污染物去除的影响。得到主要研究成果如下:
  (1)通过2016年水质指标监测,水稻处于生长期时,沟塘中的硝态氮变化不大,只在施肥时会剧增,而后伴随着时间迁移而回归稳定;铵态氮的监测结果稍有不同,铵态氮也是在施肥时浓度呈剧增态势,但由于其不稳定的特性,会迅速分解,浓度快速降低,降至很低的浓度,麦作期间铵态氮一直处于较低浓度;总磷监测结果都较低,稻作期间最大为0.39mg/L,麦作期间最大为0.42mg/L。无论是硝态氮、铵态氮和总磷,试验田外围农沟中的污染物浓度平均值都是最大的,稻作期间硝态氮和总磷属于中等变异,而铵态氮呈强变异性,麦作期间,硝态氮的变异性更小,更加稳定,铵态氮则延续了稻作期间的强变异性;
  (2)考虑沟塘与农田的水力联系后,沟塘的水质净化效果只相当于理想条件下的70%~90%,当降解系数r很小(r=0.01d-1),此时实现率ε最大,ε最大为89.05%,而后随r增大,ε不断下降,当r取0.1d-1时,ε取得最小值,ε最小为71.45%,然后随着r在增大,ε又缓慢增大;
  (3)研究区农田与沟塘水力联系存在很大优化空间,研究区地势平坦,可以通过一些工程措施来改善其水力条件,以提高沟塘排污的能力。另外,在不增大沟塘面积情况下,可以通过水位调控,拉高排水农沟的水位,增加排水沟水深,以提高农沟的水质净化能力。
[硕士论文] 张玲一
农业工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:泵站在中国应用广泛,进行泵站现场实测是实现泵站科学管理的重要课题,而关于流量的测量一直是一个重点与难点,尤其是中小型泵站中常见的轴流泵。轴流泵与离心泵、混流泵不同,中小轴流泵仅有进水喇叭管(大型轴流泵一般采用现场浇制的进水流道),出水管也较短,因此研究中小型轴流泵的测流方法有很大意义。本文主要研究成果如下:
  1、总结了水泵流量现场测试的常用方法的技术特点,基于层次分析法对测流方法进行优选,以测流精度、投资造价、安装直管段要求、测流范围、压力损失、是否需要标定、测流对象为准则层,以常用的九种测流方法为方案层,优选顺序为喇叭管差压测流、超声波流量计、食盐浓度法、涡轮流量计、电磁流量计、绕流管法、流速仪法、五孔探针法、差压式流量计,优选结果对灌区小型轴流泵测流方法的选择具有一定的指导价值。
  2、利用室外150ZB-4轴流泵测流试验装置和室内100ZB-3A轴流泵试验装置,进行了喇叭管差压测流的试验。主要讨论变扬程对流量系数的影响、同一测压断面的流量系数取平均计算水泵流量的误差分析以及进水池水位变化对水泵流量的影响。试验结果显示:①对于同一测压管断面,通过喇叭管进水口处与水面差压测得的流量与渠道实际流量之比存在一固定系数;②通过误差分析测压断面位置宜在1/2H~2/3H范围;③在保证轴流泵喇叭管淹没的情况下进水池水位变化对流量影响较小。该试验论证为之后轴流泵喇叭管测流装置的开发提供了依据。
  3、在试验的基础上,将轴流泵喇叭管差压测流系统进行了现场试用,并介绍了用流速仪进行现场率定的方法。该系统主要包括压力传感器和数据采集系统,在高邮灌区两座轴流泵站现场试用表明,该测流装置运行稳定,可应用于小型轴流泵站测流。
[硕士论文] 周璐
农业工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:运用现代先进量水技术合理确定灌溉水价水费政策,提高灌区管理水平和用水效率,已成为当前及今后提高灌区管理水平的一项重要和紧迫的任务。根据江苏大型平原自流灌区特点,选择和研制价格低、精度高、水头损失小、计量读数方便的量水设备,推进农业水价综合改革,为优化灌区水资源配置、灌区节约用水提供技术支撑。
  本文以江苏大型平原自流灌区洪金灌区为例,主要开展了以下工作:
  (1)针对江苏沿运大型平原自流灌区洪金灌区的特点及灌区分级量水的要求,在建筑物量水、堰槽量水和专用量水计(设备)分析对比的基础上,分别对洪金灌区干渠首、县域分界闸、支渠或直挂斗渠首和典型区农渠量水,提出洪金灌区分级量水方案。
  洪金灌区干渠首与县域分界闸量水主要功能是管理部门内部上下级水权分配、灌溉水量配置,为此,建议采用建筑物量水、数据可传输。支渠首或直挂斗渠首量水主要功能是水量配置,对规则的衬砌渠道建议采用水位~流量关系的标准断面量水、现场可读或数据传输;对不规则的衬砌渠道或土渠,采用水头损失小的长喉道量水槽量水。典型末级渠道或农户用水的量水功能主要是水费收缴,需要现场可读,根据末级渠道断面小、规格少的特点,开发了不需现场率定的定型渠段量水方法。该大型平原自流灌区分级量水方案,可供我省大型平原灌区参考;
  (2)针对大型平原自流灌区斗农渠水力学特点,在标准断面渠槽量水的基础上,开发了不需现场率定、工厂化生产的定型断面量水槽系列产品,该量水方法水头损失小、造价低、精度高。开发的量水槽包括T形量水槽、U形量水槽,断面分40cm、60cm、80cm三个规格,比降分1/500、1/1000二档,计12种产品。该12种产品可装水表现场计量、读数,也可各自配备太阳能电池或锂电池、动力电源,将量水信息传输至管理所或农民用水者协会。
  (3)根据洪金灌区农业用水定额和指标,确定灌区初始水权,通过对供水成本分析和各级渠道过水量计算,完成农业水价的分级测算,为农业水费分级计价和水费征收提供依据。
[硕士论文] 林清
水利工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:农田水利工程是提高农业综合生产能力和保障粮食生产安全的重要设施,农田水利工程建设是建设社会主义新农村、促进城乡统筹发展的必然要求,是农业生产和经济社会发展的重要保障,因此,结合农田水利不同分区的特点,开展不同分区的农田水利工程治理模式和治理对策研究,具有重要的理论意义和实践价值。
  本文对高邮市地理位置、地形地貌、河流水系等要素进行分析的基础上,对农田水利进行分区:即分为沿运平原区、低洼圩区、湖西丘陵山区,并根据不同分区的特点,提出适合高邮市地形、地势特点的农田水利工程治理模式和治理重点:
  (1)根据沿运平原区灌溉受大运河水位影响较大的特点,调查当地特色的灌溉工作制度,并进行归纳总结,形成“集水期灌”的理论。
  (2)根据高邮低洼圩区的特点,进行了低压管道灌溉工程典型设计;在充分调查实施低压管道灌溉后用水户对用水产生电费的接受程度基础上,确定与明渠灌溉相比,管道灌溉用水电费不超过明渠灌溉用水电费2.0倍的条件下,项目区不同面积、不同常水位与田面高差、不同泡田期的稻麦轮作田块管道灌溉设计成果。
  (3)根据湖西丘陵山区的特点,进行了丘陵山区田间滴灌工程典型设计,并对典型山丘区小流域提出了水土保持措施。
[硕士论文] 王明东
农业工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:江苏省淮安市洪金灌区属国家大型平原自流灌区,始建于1958年,位于洪泽湖以东,白马湖、宝应湖以西,草泽河以南,淮河入江水道以北,东径118°28′~119°22′,北纬32°02′~33°13′之间。灌区横跨洪泽、金湖两县(区),国土面积491.6km2,耕地面积42.0万亩,设计灌溉面积34.0万亩,有效灌溉面积31.4万亩。灌区经多年续建配套与节水改造,工程配套比较完善,水利基础条件较好,但灌区灌溉管理与服务基本上仍采用传统方式,灌溉配水科学管理能力有待进一步加强。
  本文基于水稻节水灌溉技术(浅湿灌溉)条件下,开展洪金灌区水稻田实时优化灌溉方法的研究。将水稻田分为有水层和无水层两种情况进行水层或者土壤水分逐日模拟和预报,以水量平衡原理为基础建立洪金灌区水稻田实时灌溉预报模型,并在灌溉预报过程中进行实时修正。文中以水稻生育期7月2日~7月7日(分蘖期),7月21日~7月29日(拔节、孕穗期)为例,根据短期气象预报,采用水量平衡原理,进行田面水层深或土壤含水量逐日变化过程的预测计算,预报每次灌水的灌溉日期及相应的灌水量。采用实时灌溉预报来指导灌溉,能够使作物得到“适时”、“适量”的灌溉,这将有利于洪金灌区农业水资源的可持续利用。
  本文针对灌区灌溉配水的制约因素,在灌溉水量限额计划供水条件下,构建基于灌溉预报的灌区配水方案模拟模型,按干渠分条轮灌、干渠分段轮灌和续灌三种渠道灌溉工作制度,进行灌区配水方案的模拟分析。以自流灌溉面积最大为目标,确定每次灌水洪金洞引水流量、闸门开启高度、干渠渠首水位及各支渠或直挂斗渠配水流量;通过建立灌区骨干渠道不同灌溉工作制度下的恒定非均匀灌溉模拟模型,推算干渠沿线水位、各支渠或直挂斗渠首闸门开启高度及闸下水位,进而推算其自流灌溉面积。在此基础上,通过方案比选,寻求最优的渠道灌溉工作制度及相应的配水方案,为洪金灌区的灌溉配水提供辅助决策支持,优化配置水资源。
[硕士论文] 于贤磊
农业工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:中国水资源严重短缺,并且农业用水的比例较高,但农业灌溉水利用率比较低,发展节水灌溉技术对农业可持续发展的意义重大。在众多节水灌溉技术中,低压管道灌溉具有节水、节地等优点,因此,灌溉管网技术逐渐成为中国农业节水灌溉的关键措施。如何有效地对压力进行调控是保障管网系统安全可靠运行的关键,减压阀是管道输水系统中必不可少的调压设备,如果缺乏适用、可靠的减压阀,会导致管道爆裂、漏水、系统瘫痪等现象。因此,减压阀的研究对保障灌溉管网安全运行,提高农业灌溉水利用效率、推进高效节水灌溉农业发展具有特别重要的意义。
  为了探求大型灌溉管网中适用性更强的减压阀型式,提出了一种新型减压阀结构设计方案,通过数模与试验相结合的方法对减压阀特性进行了研究。主要研究内容与成果如下:
  (1)对YX741型减压阀导阀结构进行改进设计,分别阐述两种设计方案的结构组成和工作原理,通过分析比选,选择设计方案二为数值模拟和试验的研究对象。
  (2)运用Gambit和CFX软件分别对减压阀主阀过流通道和整体结构进行数值模拟,探明阀瓣开度分别为0.8cm、1.0cm、1.2cm、1.6cm和2.4cm时,不同进口流量条件下的进出口压力差变化规律,数模结果表明:当阀瓣开度一定时,不同开度的进出口压差随进口流量的增大的趋势相近;当进口流量一定时,进出口压差随阀瓣开度的增加而减小的趋势逐渐缓慢,当阀瓣开度为1.6cm和2.4cm时,两条曲线接近重合;阀内压强随进口流速的增大明显增大,压强最大值为进口弯管底部和阀瓣下表面,阀瓣与出口连接处流速最大,水流从进口到出口流态比较稳定,水流比较平顺,在阀瓣上部流线稍有混乱,导阀内流速较小。
  (3)探明阀瓣不同开度时,主阀阀瓣所受驱动力随不同进口流量的变化规律,结果表明:当阀瓣开度一定时,阀瓣所受驱动力随进口流量的增大而增大,但与进出口压差的变化趋势不同,随着开度的增大,驱动力增大的趋势逐渐趋于平缓,这说明阀瓣开度越小,流量变化对阀瓣所受驱动力的影响越明显。
  (4)通过减压阀特性试验,探明主阀瓣开度在1.0cm、1.6cm和2.4cm时,进出口压差随不同进口流量的变化规律,将试验与数模结果进行对比分析,结果表明:试验数据整体上比数模结果偏大,偏差在2.8%~7.9%之间。初步验证了数模结果的正确性和方法的可行性,并为今后同类产品的开发提供了参考依据。
[硕士论文] 王梦成
流体机械及工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:中国幅员辽阔,大部分地区降雨存在时间和空间的不均衡性。为了解决旱灾(或缺水)的提灌和自引,洪涝水的提排和自排,在沿江和太湖流域兴建了多座灌排结合的双向流道大型泵站。灌排结合双向流道泵站突出特点是其功能的多样性和综合性,即具有提排、提灌和自排、自引等诸多功能。然而在工程实际中,大部分双向流道泵站仅利用了其提排、提灌功能,而自排、自引功能尚未得到有效利用。为了充分发挥中国灌排结合双向流道泵站的自排、自引综合利用效益,有必要对制约泵站自排、自引功能利用的许多关键技术问题开展研究。,
  本文结合大型灌排结合双向流道泵站——谏壁泵站,围绕谏壁泵站双向流道在自引自排工况下的过流特性、泵站整个枢纽自引自排的可行性及泵站机组的启动过渡过程等问题,应用了数值模拟和实验相结合的方法对其进行探讨,研究的主要内容和结论如下:
  1.自引、自排工况下,不同闸门开度下双向流道的过流特性研究。对进、出水流道正反向过流分别取25中闸门开度组合,共计75种闸门开度组合进行计算研究,得出了双向流道在不同过流方式下,不同闸门开度组合下的过流特性。
  2.相同的过流条件下,最佳闸门控制方案研究。针对设定的水位和需求特定流量,对双向流道的过流特性进行分析,找出其中符合该条件的闸门开度组合,对比分析各闸门开度组合过流时流道内部的流态,综合考虑其影响,确定最佳的闸门控制方案。对进、出水流道正反向过流而言,通过分析得出在某一水位下对应于需求特定流量时,保持进水侧闸门全开,调节出水侧闸门开度是最佳的闸门控制方案。
  3.自引、自排工况下,水泵内部流体的流动特性及机组的安全性研究。数模分析了水泵机组处于停机状态,双向流道在校核水位下过流时,流体对泵机组转子的轴向作用力以及绕轴力矩。研究表明,在自引自排工况下水体对转子的作用力及绕轴力矩均很小,不足以使泵机组产生冲动或抬机。
  4.自引、自排工况下,泵站引(排)河道的湍流特性、冲刷及河岸安全性研究。对泵站枢纽整体进行自引自排过流研究,数模得到了泵站引、排河道在不同的过流方式,不同的流量下的河道水流流速分布。结合谏壁泵站的常年运行水位,经过论证分析得出了谏壁泵站在自引、自排工况下运行而不会对河道造成显著影响。
  5.双向流道泵站机组起动过渡过程研究。采用动网格技术,并基于水泵装置整体三维湍流数值模拟,得出双向流道泵站启动过程中流量、效率、扬程等参数随时间的变化规律以及流道内部流态随时间的变化。通过分析可知,当双向流道上下游水位差较大时,在闸门的启闭过程中,出水流道出水侧水流会出现倒流。该倒流量随着时间的增大先增大,后减小直至为零,最后再正向出流,最大倒流量出现在闸门相对开度为0.35处,倒流流量为零一般出现在闸门相对开度为0.65,不同闸门启闭速度下的变化规律相似。
[硕士论文] 许鹏
地图学与地理信息系统 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:黄土高原是我国生态环境最脆弱的地区之一,该区水土流失严重,制约了区域的可持续发展。由于大面积的梯田可以改变地表地貌形态和流水侵蚀过程,长期以来,梯田作为我国黄土高原地区重要的水保工程措施,在水土保持方面发挥了重要的作用。在水土保持治理工作中,及时掌握区域梯田分布信息是水土保持监测和评价的重要内容。当前,对梯田的研究多以统计方法和小范围遥感调查为主,因此本文试图探寻一种快速有效的大尺度梯田信息遥感提取方法,为甘青宁黄土高原区的水土保持工作和生态建设提供科学依据。
  本文以甘青宁黄土高原地区为研究区,以高分一号遥感影像为主要数据源,基于面向对象分类技术对研究区梯田信息的大范围提取进行了有益的探索。通过主客观检验方法对提取结果进行了对比分析,评价了基于面向对象方法的GF-1 WFV遥感影像梯田信息的提取精度,讨论了该方法对大范围梯田信息提取的适用性,并分析了研究区梯田分布的合理性。本文开展的研究工作和得出的主要结论如下:
  (1)在对研究区梯田特征和物候数据结合分析的基础上,选择高分一号遥感影像,完成了梯田信息的遥感测量,故提出了利用GF-1 WFV数据进行快速区域尺度梯田测量的调查方法。
  (2)采用基于规则的面向对象方法进行梯田信息提取时,构建了梯田信息提取分类规则集,能够充分挖掘各种信息,提高梯田提取精度。基于样本的面向对象方法梯田信息提取方法简单,梯田信息提取精度较高。但两种方法均存在一定的不足。
  (3)结合调查数据和相关资料,通过主客观评价方法对梯田区提取结果进行检验。结果表明:基于规则的面向对象方法的梯田区提取结果总精度均值高达73.03%,Kaapa系数均值为0.6130;基于样本的面向对象方法的梯田提取结果总精度均值高达83.15%,Kaapa系数均值为0.6822,基于样本的面向对象方法平均总体精度高于基于规则的面向对象方法。
  (4)基于梯田信息的提取结果,对研究区梯田分布的合理性进行检验,表明甘青宁黄土高原区梯田分布的主要影响因素依次为降水、海拔、山体坡度、人类因素。
  (5)通过基于遥感方式的甘青宁黄土高原区梯田信息提取,可以较为准确地得出该地区的梯田分布和规模,全面掌握该地区梯田分布现状和梯田资源量,可为今后水保措施治理和梯田建设潜力开发提供参考。
[硕士论文] 高瑞睿
地图学与地理信息系统 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:灌溉用水监测作为农业用水管理中的重要内容,灌溉面积及其空间分布信息的准确获取可为农业用水管理提供科学支撑,帮助提高农业用水效率。传统的灌溉面积监测是基于人工观测、上报统计,是基于点观测的信息,获得的数据无法准确反映大范围区域内的灌溉面积空间分布状态,且时效性差,严重制约了农业用水管理的精细化水平。遥感手段作为一种区域化大范围的监测技术,已逐渐被引入灌区农业现代化管理中。近年来也有一些基于遥感土壤含水量的变化特征获取灌溉面积的尝试,这些方法虽然避免了传统地面观测手段时效性差、空间描述性差的缺点,但遥感土壤含水量的精度容易受植被覆盖的影响,且土壤含水量还会受降水等因素干扰而产生波动,进而影响灌溉面积的识别精度。本文基于水量平衡原理,引入蒸散发量来消除上述方法的缺点,同时考虑数据获取的便捷性,采用较低分辨率的MODIS数据为数据源,进行遥感土壤含水量和蒸散发协同的灌溉面积提取。
  本文以内蒙古河套灌区的义长灌域为例,基于2014年5月13日至5月31日的气象数据和MODIS1km产品数据,利用陆地表面能量平衡模型(Surface Energy Balance Algorithmsfor Land,SEBAL)计算了河套灌区义长灌域的蒸散发量,用修正的垂直干旱指数模型(Modified Perpendicular Drought Index,MPDI)获取了研究时段始末的土壤含水量,将降水量与计算所得蒸散发量、土壤含水量代入水量平衡原理计算得到灌溉水量;由于农业灌溉是发生在田间尺度的活动,1km尺度的信息不能直接用于解释田间尺度的变化,为进一步提高适用于田间尺度的分析研究,本文又引入了农作物像元丰度,将1km尺度灌溉面积转换到田间尺度,并提出了1km尺度的灌溉面积计算公式,获取了义长灌域的灌溉面积。结果表明,义长灌域的土壤含水量、蒸散发量、灌溉水量以及灌溉面积总体上呈现出研究区北部高于南部的趋势,且该结果与灌区自北向南灌溉的顺序一致。用灌溉面积计算公式获取的灌溉面积为82.29万亩,与统计数据对比,灌溉面积识别的精度为81.13%。因此,引入遥感蒸散发量来获取灌溉面积,既避免了单一用土壤含水量识别灌溉面积时降水与植被覆盖的影响,又提高了灌溉面积获取的时效性,适用范围更广,可为灌区精细化管理与科学灌溉提供有效的数据和方法支撑。
[硕士论文] 邓玉洁
环境科学与工程 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:随着经济生活水平的不断提高,人们对于畜禽产品,如肉蛋奶的需求量不断攀升.畜禽养殖业的集约化程度迅速增大,这导致了畜禽粪便大量集中的产生,带来了极大的环境污染.
  厌氧发酵技术可以让农业废物无害化、资源化.其产生的沼气可作为清洁能源燃烧供能,沼液和沼渣可进一步加工成无公害的优质肥料,沼渣甚至还可以进一步加工并添加进饲料中再次利用,兼具经济、环保、能源等诸多效益.因而近年来利用畜禽粪便作为厌氧发酵原料进行无害化处理得到了越来越多的重视.两相厌氧技术具有效率高、反应速度快、稳定性强等优势.因此本文选取牛粪作为厌氧发酵的原料,探讨牛粪两相厌氧消化过程中温度、水力停留时间(HRT)和总固体(TS)对产酸相酸化效果的影响和温度、TS对产甲烷相产气效果的影响.
  在牛粪酸化的条件优化试验中,设计了三部分试验内容:(1)温度对牛粪酸化效果的影响.这部分试验设置了18℃、35℃、50℃三个温度水平.(2)水力停留时间对牛粪酸化效果的影响.这部分试验设置了6、5、4、3、2天五个水力停留时间,采用逐步缩短水力停留时间的方式连续进行试验.(3)TS对牛粪酸化效果的影响.这部分试验设置了2%、4%、6%、8%、10%五个TS水平分组进行试验.得出的优化条件为:35℃、HRT=4d、TS=8%.在此条件下,产酸相p H可稳定保持在产酸菌适宜的范围内.总挥发酸浓度峰值为39.4g/L,总挥发酸均值为23.83g/L,乙酸、丁酸占比均值为69.79%.整个过程产酸稳定,氨氮浓度均处于1500mg/L之下.若以此为产甲烷相进料,不会在进料初始对产甲烷菌产生抑制作用.
  利用产酸相得出的试验优化条件继续进行产甲烷相的试验.利用上一步骤试验酸化好的物料直接进行试验,探究不同温度(35℃、50℃)不同TS(TS=8%、10%)的物料在严格厌氧环境下产气的效果.试验结果为:四组(50℃、TS=10%)的日均产气量和池容产气率分别为633mL和0.528m3/m3·d,高于其他三组.二组(35℃、TS=10%)与四组的产气差距较小.
  最终得出的结论是,在两相厌氧消化试验中,以牛粪作为发酵物料,产酸相的优化反应条件是:35℃、HRT=4d、TS=8%.产甲烷相的优化条件可分两种情况:在不考虑能耗时,50℃、进料TS=10%是最优的产甲烷相反应条件;考虑能耗时,35℃、进料TS=10%是最优的产甲烷相反应条件.
[硕士论文] 侯欣欣
机械工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:全球范围内,中国人口众多,因此比较注重农业的发展,而利用机械化设备进行田间作物的运作是一个必然的发展过程,它可以节约劳动力和提高经济效益。现如今,人们在秋收时节开始部分的使用玉米联合收获机,但是中国大多数的玉米联合收获机只有玉米的掰取功能,玉米的苞叶会直接排出,排出的玉米苞叶最终的处理方式是焚烧,这不仅浪费资源,还会污染环境。即使部分玉米联合收获机有苞叶粉碎还田功能,但由于国内各个地区玉米收获时的含水率不同,导致在苞叶粉碎还田后由于粉碎段较大造成农机具堵塞。为了解决粉碎段较大的问题,对玉米苞叶粉碎装置进行了研究和试验,使苞叶的粉碎效果得以改善。
  针对粉碎段较大的问题,本文首先对玉米苞叶剥离装置进行理论分析,了解其工作原理及苞叶排出路径,在此基础上设计了玉米苞叶粉碎装置,该装置主要由粉碎滚筒,粉碎刀片,传动轴,轴承座,法兰、皮带轮和粉碎箱体组成。该装置结构紧凑,简捷,喂入口较大,能够适应剥离后玉米苞叶的各种喂入情况,而且锯齿形刀片粉碎性能好,能够有效解决粉碎段较大的问题。
  本文利用ADAMS仿真软件对玉米苞叶粉碎装置进行了运动学和动力学仿真,仿真结果显示:当玉米苞叶与玉米苞叶粉碎装置的粉碎滚筒开始接触时,首先被粉碎滚筒上的粉碎动刀片切割,然后被粉碎箱体上的粉碎定刀片和粉碎滚筒上的粉碎动刀片共同切割,玉米苞叶在粉碎的过程中,自身发生了跳动、翻转和滑移的现象。
  本文在玉米苞叶剥离装置和玉米苞叶粉碎装置综合试验台上进行了玉米苞叶粉碎影响因素试验,包括单因素试验、正交试验、多个玉米为一组试验和高速摄影等试验,优化了玉米苞叶粉碎装置的参数,通过各个试验得出了以下结果:
  (1)通过单因素试验,研究了玉米苞叶粉碎装置的粉碎滚筒转速对玉米苞叶粉碎效果的影响规律,通过试验得出:粉碎滚筒转速为1300r/min,时,玉米苞叶粉碎合格率为95%,即合格率最高,玉米苞叶的粉碎效果最好。
  (2)通过3因素3水平的正交试验,得出粉碎滚筒的转速对玉米苞叶粉碎合格率具有较为显著的影响,而且影响玉米苞叶粉碎合格率的3个因素从主到次依次是:粉碎滚筒的转速、玉米苞叶粉碎装置的位置、玉米苞叶粉碎装置的角度。
  (3)通过多个玉米试验,模拟田间玉米苞叶粉碎装置的苞叶粉碎情况,检验玉米苞叶粉碎装置的适应性和实际通过性能,通过试验得出:玉米苞叶粉碎段的合格率随着玉米苞叶粉碎个数的增加而降低。
  (4)通过高速摄影试验,观察在三种滚筒转速下刀片与玉米苞叶的接触、粉碎运动过程,总结粉碎规律。通过试验得出:玉米苞叶进入玉米苞叶粉碎装置后,由于粉碎滚筒的高速运转,带动玉米苞叶跟其运动,玉米苞叶首先被粉碎动刀片进行切割,然后被粉碎定刀片和粉碎动刀片共同切割,随着粉碎滚筒的运转,玉米苞叶反复被粉碎粉碎定刀片和粉碎动刀片粉碎,最后完成粉碎过程。随着粉碎滚筒转速的增加,玉米苞叶粉碎完成的时间逐渐缩短,并且粉碎成功率也随之增加。
[硕士论文] 何焯亮
农业机械化工程 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:我国的水田面积约占全国耕地面积四分之一,其中深泥脚水田面积超过200万hm2,复杂的泥脚条件使传统拖拉机如轮式拖拉机和履带式拖拉机无法很好地工作。利用“浮式工作原理”的船型拖拉机虽然可以避免滑转下陷,适应不同泥脚深度的水田作业,但由于发展不完善,仍然存在滚动阻力大、功率利用率低和行驶直线性差等问题。水田土壤流变特性研究的不足也使船型拖拉机在尚缺乏可靠理论指导的条件下进行生产。因此对水田土壤的流变特性和船型拖拉机进行深入研究,以求改善船型拖拉机的工作性能是十分有必要的。针对国内外船型拖拉机和土壤流变特性的研究现状进行总结分析,在水田土壤力学特性研究和数值仿真分析的基础上,进行水田土壤船型拖拉机结构与工作参数优化和性能试验研究,主要结论如下:
  (1))测定了来自杭州市富阳区新佳庄村水田用地土壤样品的部分物理特性和力学性质,结果表明,所取土样属于粉砂壤土,初始含水量为15.10%,饱和含水量为51.04%,塑限为22.50%,液限为42.50%,塑性指数为20.00%,内摩擦角为31.0059°,粘聚力为25.879kPa。
  (2)在ANSYS/LS-DYNA软件环境下运用流固耦合算法,模拟了水田船型拖拉机模型与土壤的相互作用过程;以前进速度、接地角、曲率半径为影响因子,以牵引阻力和下陷深度为响应值,进行回归分析和相应曲面分析,探究单因子及交互因子对响应值的影响效应,进行了三因素五水平的旋转正交试验。结果表明:各因素对于滑行阻力的贡献率从高到低依次为接地角、前进速度和曲率半径;各因素对于下陷深度的贡献率从高到低依次为前进速度、曲率半径和接地角。滑行阻力与前进速度、曲率半径和接地角的关系均为下凹曲线,当接地角为29.4°,曲率半径为418.4mm,前进速度为0.58m/s时,牵引阻力分别取得最小值139.2N,139.2N和139.7N;下陷深度与接地角和前进速度的关系均为下凹曲线,曲率半径对下陷深度的影响不显著;接地角为30°,前进速度为0.64m/s时,下陷深度分别取得最小值8.1cm和8.0cm。当船首接地角为29.4°,首舷曲率半径为417.8mm,前进速度为0.57m/s,时,下陷深度为7.0cm,试验指标滑行阻力取得最优值138.1N。验证试验结果表明,滑行阻力与土槽牵引试验实测值比较相对误差为7.45%;仿真所得下陷深度与土槽牵引试验实测值比较相对误差为11.24%。仿真结果优化值与实测值基本相符,证明研究所采用的的建模及仿真方法符合实际。
  (3)设计并搭建了水田船体模型牵引试验台,其主要由水田土槽、牵引装置、检测系统和船体模型组成。利用土槽试验台,在预实验的基础上,采用正式试验设计方法,以接地比压、牵引速度、接地角、曲率半径和表层水深为影响因子,以牵引阻力和下陷深度为响应值,进行极差分析和方差分析,探究各因素对下陷深度和牵引阻力的影响规律,并对船型拖拉机的结构参数和工作参数进行优化计算。结果表明,各因素对牵引阻力和下陷深度的影响大小的顺序均为:接地比压>接地角>牵引速度>表层水深>首舷曲率半径,使牵引阻力最小化的因素水平组合为A1B3C4D4E2,使下陷深度最小化的因素水平组合为A1B4C5D3E2。通过方差分析可知,接地比压对牵引阻力影响极显著,牵引组度、接地角和表层水深对牵引阻力的影响均为显著,首舷曲率半径对牵引阻力的影响不显著;接地比压对下陷深度的影响极显著,接地角和牵引速度对下陷深度的影响均为显著,表层水深和首舷曲率半径对下陷深度的影响为不显著。试验优化结果使船体模型在水田土壤中工作时沉陷得到改善,工作能量消耗更少,对船型拖拉机设计与运行具有意义。
[硕士论文] 黄巍巍
农业工程 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:我国水资源严重缺乏,目前农业用水效率较低,节水潜力巨大。在我国,农业灌溉的技术水平也得到了快速的发展提高,而滴灌技术作为目前比较受欢迎的一种农田灌溉技术,对其进行高效节水性能的优化是十分必要的。低压滴灌管和过滤器作为滴灌系统的重要组成部分,对其进行更深层次的水力性能研究对农田灌溉的实践应用活动提供一定的借鉴作用。
  本文通过对滴灌系统中低压滴灌管和过滤器国内外的研究现状及理论试验成果进行相应的分析,在此基础上对滴灌管水力性能、过滤器水力性能以及滴灌工程应用实例进行理论和实践探索,力求通过此次研究为滴灌实践应用活动提供一定的理论借鉴和实践帮助。对滴灌管的水力性能研究一方面分析铺设长度、进口压力、出流孔间距对滴灌管的出流特性的影响趋势以及流量系数和流态指数;另一方面分析研究铺设长度、进口压力、铺设坡度、滴孔间距对于灌水均匀度的影响趋势并在此基础上推算出灌水均匀度、流量偏差系数、流量偏差率的计算公式和互相之间的关系。而对于过滤器水力性能的研究则主要通过清水和含沙水流条件下叠片式过滤器和网式过滤器对于水质的过滤能力以及局部水头损失与过流量之间的变化趋势进行相应的研究,并在此基础上总结出局部水头和过流量之间的关系并且推算出局部水头的计算公式。
  本论文对低压滴灌管及过滤器水力性能的研究主要取得的研究成果有以下几点:
  (1)滴灌管的平均流量随着铺设长度增加,单孔的平均出流量减小,且工作压力相同的情况下铺设长度的变化对单孔平均流量的影响不是很大,而当压力水头的变的越来越大时,铺设长度对单孔平均流量的影响幅度也会变大;同时单孔平均流量随着滴孔间隔的增加也会增加,同时增速也会因为孔距的增加而逐渐上升。
  (2)进出口压力水头一定时铺设长度越短,滴灌管的灌水均匀度越好:铺设坡度相同时,毛管进口压力越大,灌水均匀度越好;铺设坡度增加灌水均匀度增加幅度呈现先增后减趋势。
  (3)试验验证了流量偏差系数和灌水均匀度系数之间的关系式,两者之间呈现出的趋势状态为反比例直线关系。
  (4)清水条件下局部水头损失随着过流量的增大而增大;含沙条件下,在过流量、原水颗粒质量分数数值较小时,水头损失随时间的增加而较少,但是过流量、原水颗粒质量分数数值较大后,水头损失随时间的增加变化的幅度呈现快速增长的趋势,同时过流量、原水颗粒质量分数数值变大会造成水头损失变动持续周期缩短。
  (5)对于叠片式过滤器和网式过滤器而言:处于清水条件下,如果水质和过流量条件一致时,在没有安装滤芯的情况下,网式过滤器的水头损失大于叠片式过滤器的水头损失,安装上滤芯之后,叠片式过滤器的水头损失大于网式过滤器的水头损失。
  (6)在泥沙处理能力方面,不同规格的滤网对泥沙分离的总效率不同,滤网一样的情况下,含沙水质和过流最的波动对泥沙分离总效率的影响并不是很大;高数目的滤网除沙总效率明显高于低数目滤网的过滤器除沙总效率。
[硕士论文] 李沂泽
计算机技术 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:随着农业现代化进程的推进,企业在农机具研发方面的投入不断加大,导致每年新研制的农机具数量也在迅猛增长,然而新开发的农机具是否符合国家标准,能否满足耕、种、管、收的需求,能否允许其进入市场,这就需要政府权威部门农机鉴定站来鉴定。另外,国家对农机的补贴不断加大,只有通过鉴定的农机具才有可能获得补贴,可见农机鉴定工作十分紧迫和繁重。但是,现有农机鉴定站工作以单机管理为主,没有统一的数据接口,农机鉴定效率不高,同时由于信息化水平较低,导致农机生产厂家申请周期长,业务流转慢;在鉴定过程中以抽取部分节点的方式对农机进行测试,导致鉴定结果准确性下降,无法生成可靠的数据报表;政府鉴定人员少,鉴定场所分布在不同地域,难以满足日益增长的鉴定工作需要,鉴定自动化程度尚有待提高。所以亟需研发农机鉴定信息管理系统,对于缩短农机生产厂家的实际申请周期,提高农机鉴定效率,实现鉴定数据的实时共享和农机鉴定自动化,满足日益增长的鉴定需求,具有重要的现实意义和实用价值。
  论文所做的研究工作如下:
  (1)研究分析了国内外农机鉴定现状,梳理了农机鉴定的业务流程,进行了需求分析。采用面向对象的方法,对农机鉴定管理系统的业务需求,用UML进行了分析和描述,给出了用例图、系统流程图和时序图等。
  (2)设计了农机鉴定信息管理系统总体框架、系统的各个功能模块,对主要的功能模块的业务进行详细分析,其中包括系统信息设置、生产厂家设置、推广鉴定业务设置、鉴定报告管理、生产查定系统等功能模块。按照数据库的设计规则,分析系统的E-R图模型、系统的逻辑结构设计和总体数据表结构,设计了数据库。
  (3)采用Strut+Spring+Hibernate技术进行了系统开发。实现了鉴定业务的网上申请、受理、审核、分配、鉴定、审批、制证等功能。
  (4)通过安装在鉴定机具上的智能监测器,采集并记录鉴定农机的作业过程数据。再通过研发的分析软件将相应的机具监测数据从SD卡倒入分析系统,找出相应的故障点,实现鉴定过程自动分析与管理。
  系统已在河北省农机鉴定站进行了实际应用,系统功能齐全、操作方便、运行良好,满足了农机鉴定需求,可以在全国推广使用。
[硕士论文] 汤梦飞
农业工程 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:目前,土地分布不集中、资源利用率和劳动生产率低下而成本却持续增加等问题已成为掣肘我国农业发展的最主要问题。主要表现为:农田分布太过于零散,不方便进行集中化管理;对传统农田设备的管理方式依赖性太强,无法实现对农田设备的现代化操作管理;农民朋友普遍文化素质偏低且消息闭塞,对农田生产信息掌握渠道少,以至于不能实现农田的科学化管理。
  鉴于此,本文设计了基于Android平台的农田信息管理App,该软件能够实现在地图界面中查看多块农田位置分布、对农田设备进行现代化操作管理、向专家咨询生产过程中遇到的各种问题等功能。本论文主要研究内容有对百度地图Android SDK应用程序接口的调用,完成地图显示、位置定位和其他电子地图服务功能的设计及代码编写;依据后台数据库管理及互联网云端数据服务技术支持,完成设备管理功能界面和数据库的设计及代码编写;结合现代互联网信息技术的应用,完成专家咨询功能界面和相关SQLite数据库的设计及代码编写。
  基于Android农田信息管理App设计,实现了对多块农田的智能化、便捷化管理。农田管理者不仅可以快速了解农田在百度地图上的地理位置分布情况,而且通过手机客户端的移动通信网络/无线WiFi等通讯方式可以快速访问和接受本系统数据库的数据信息,得到农田的设备信息,查看农业生产方面的最新资讯及政策等信息,也可以通过专家咨询功能来咨询农业生产方面的各种问题,使农民朋友的信息来源渠道得到极大的拓展,不断提高农民朋友的科学化管理水平。
[硕士论文] 杨延超
机械电子工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:当今国内外农业生产活动中,拖拉机作为主要农作工具发挥着不可或缺的作用。随着科学技术的发展与机械化水平的提高,要求拖拉机向更加智能、高效、环保的方向发展,以推动现代化绿色农业的进程。传统拖拉机由于尾气污染,操作繁琐,以及结构相互关联带来的维修拆解不便和互换性较差等问题,严重阻碍了绿色农业的发展。本文在“十三五”国家重点研发项目的支撑下,根据《双电机耦合驱动电动拖拉机(35马力)整机集成创制与试验考核》(2016YFD0701005)的国家重点研发课题,针对传统拖拉机的不足,摒弃传统的内燃机驱动的方式,以SF400E为原型,设计一种基于模块化思想的35马力双电机驱动的纯电动拖拉机来代替传统拖拉机,弥补现阶段电动拖拉机的市场空白。
  根据SF400E型拖拉机结构组成,按其功能将整机划分为驱动模块、电池模块、前桥转向模块、耦合器模块、后桥模块以及悬挂提升模块;以充分利用原有零件进行模块设计,同时增强模块的柔性化设计,使各模块具有独立性又相互协调,缩短设计周期以及降低制造成本;给出了各模块的连接方案,设计了用于连接前桥与耦合器的连接构件,完成了整机的匹配设计。构建了整机的三维装配模型,以实现对各模块干涉情况的检验以及对整机物理参数的测量。
  分析了现有电动车辆的驱动构型,采用双电机耦合驱动代替内燃机驱动的驱动方式;提出了一种采用主电机进行额定输出,利用辅助电机进行速度调节与功率补偿的工作方式;设计了一种适用于拖拉机使用的双电机驱动、双独立输出的分汇流驱动构型;分析了该构型的多种驱动方式;在此基础上,完成了动力耦合器设计。
  针对设计的耦合器传动系统,模拟了驱动方案中动力输出转速540r/min、动力输出转速750r/min、主电机单独驱动以及辅助电机单独驱动四种拖拉机的基本工况。基于ADAMS对驱动系统通过step函数约束四种模型进行运动仿真,对比分析各组的仿真结果,得出了各齿轮的运动状态与辅助电机控制的减速比具有正相关关系的结论;分析了齿轮角加速度、加速度与速度的关系,以及行星轮带来的偏载影响,结果证明转速越高,系统稳定性越差。并提出了主、辅电机的驱动控制方法,验证了本文设计的驱动构型与耦合器的合理性。
  针对整机驱动方式改变引起的零部件具有强度隐患的问题,仿真分析了耦合器与前桥的连接构件以及前桥在单倍载荷下的应力作用效果,在满足使用要求的基础上,根据机械设计要求,分析了其在施加三倍载荷时的应力分布,以预防冲击造成的过载失效。结果表明,原有前桥在横梁与转向轴筒连接处产以及垂直于横梁的连接套筒连接处生较大的应力集中,应采用10mm厚的Q275结构钢并使用至少8mm倒角方可满足使用要求;连接板件在结构拐角处、焊接连接处以及螺栓孔处产生应力集中,最终确定连接板件应使用双层10mm Q650结构钢才能满足使用要求。
[硕士论文] 赵禹豪
机械工程 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:玉米籽粒型收获机是我国玉米收获机械化产业今后的发展方向,而卸粮装置作为籽粒收获机的一个关键部件,对玉米籽粒的收获品质有直接影响。卸粮装置的卸粮效率高低将直接影响籽粒收获机的工作进程。由于各地所使用的运粮车型号各异,所以卸粮装置的卸粮高度直接影响产品的适用性,卸粮高度较高的籽粒收获机则适应范围广。破碎率是评价玉米籽粒收获机好坏的一个重要指标,故卸粮装置对二次破碎有严格的要求。本课题结合“十三五”玉米联合收获机与智能装备研发项目重点课题,以河北中农博远农业装备有限公司的4YL-5型玉米籽粒收获机为研究对象,以提高卸粮效率,增加适应性和降低二次破碎率为目标进行了设计。论文的主要研究内容及成果如下:
  (1)在深入研究了国内外玉米收获机卸粮装置的基础上,结合了河北中农博远农业装备有限公司前期机型卸粮装置的功能特点,采用三螺旋组合的方式来实现卸粮操作。
  (2)通过对卸粮装置的工作对象进行研究,根据玉米籽粒散粒物料的性质对玉米籽粒在螺旋输送装置中的力学状态进行了分析,并根据分析结果提出了在螺旋输送装置参数确定过程中对于螺旋角和转速的要求。
  (3)基于虚拟样机技术,运用EDEM分析软件对完成设计建模的卸粮装置进行模拟仿真,以玉米籽粒的物理学特性为基础,建立籽粒物料在卸粮装置中的运动模型,确定了颗粒半径、泊松比、滑动摩擦系数和滚动摩擦系数等关键参数。并通过分析结果得出了籽粒在卸粮装置中的运动规律,验证了卸粮装置模型的正确性。
  (4)通过样机试验对卸粮装置的输送效率以及籽粒的破碎率进行验证,确保卸粮装置的工作效率及破碎率符合实际要求。
  (5)最后,运用微电子和自动控制技术,对籽粒收获机的粮箱进行了自动化监控设计。当粮箱中物料达到指定位置时,控制器会自动向处在远端的运粮车发送信号,以提示运粮车提前到达工作位置准备进行卸粮操作。当粮箱中的物料将要达到顶部时,控制系统会在驾驶室内的控制面板上报警,以提醒驾驶员及时停机,防止物料溢出。使得产品的实用性得到了进一步提升,也为今后该产品的智能化研究奠定了基础。
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