科研产出
果树株间避障除草机设计与试验
《吉林大学学报(工学版) 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对果树株间除草作业复杂、杂草除净率低的问题，基于机构往复式伸缩运动思想，设计了一种用于清理果树株间杂草的自动避障除草机。通过对除草机各部件进行理论分析，确定了工作幅宽调节机构、信号采集机构、自动避障机构和除草刀等关键部件的结构及参数。利用弧形触杆和液压系统的协同作用，构建了自动避障控制系统，可根据触杆的不同位置状态，动态控制除草刀避开果树植株。在ADAMS中建立了虚拟样机模型，并进行了单因素仿真试验，确定了影响株间避障除草的关键因素。以避障液压缸速度、机器前进速度和复位弹簧弹性系数作为主要影响因素，杂草除净比为评价指标，利用Box-Benhnken试验设计原理，采用三因素三水平响应面分析方法，设计了二次回归组合试验，建立了杂草除净比的回归模型，得到最优参数分别为：避障液压缸速度126 mm/s，机器前进速度1.57 km/h，弹性系数21。以最优参数进行了田间验证试验，结果表明，所设计的除草机平均杂草除净比为92.65%，达到了果园除草农艺要求。研究结果为果园及其他作物株间除草机的进一步优化提供了参考。
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全株青贮玉米径向局部压缩特性试验
《吉林大学学报(工学版) 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：为深入研究青贮收获机喂入装置对全株青贮玉米的压缩作用,以粮饲兼用品种郑单958为研究对象,利用 自制的施压装置模拟喂入辊辊齿,通过单因素试验,研究了加载方向和加载速率对秸秆节间、节部和带苞叶果穗径向局部压缩载荷、功耗的影响,并从复合材料接触力学角度对破坏特征进行了分析.结果表明:施压过程中,30°~90°方向,秸秆节间、节部两侧出现平行于轴线的裂纹,弹性、屈服和压实强化阶段,载荷以不同速率递增;带苞叶果穗在破坏阶段,出现断裂现象,受苞叶抑制载荷没有明显减小;0°方向时,秸秆节间、节部和带苞叶果穗均出现劈裂现象并伴随载荷骤减,各部位抵抗变形的能力弱于其他方向.加载速率影响各部位进入不同变形阶段的速率,但发生形变时的压下位移相近;弹性和屈服阶段,秸秆节部的载荷较节间平均高2.5倍,相同位移下,100 mm·min-1时,节间、节部的平均载荷最大,75 mm·min-1时,平均载荷最小;强化压实阶段,加载速率对秸秆节部的影响比节间更明显;加载速率对带苞叶果穗压缩载荷的影响区别从屈服阶段开始,50 mm·min-1加载时,带苞叶果穗抵抗变形的能力最弱.当压下率超过45%时,横向喂入可显著降低喂入功耗,而径向喂入时,秸秆节间、节部和带苞叶果穗局部压缩功耗最小时的加载速率分别为75、75、50 mm·min-1.本研究可为青贮收获喂入装备关键部件的设计与优化提供参考.
关键词： 农业工程 全株青贮玉米 压缩特性 喂入 功耗 应力-应变
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