科研产出
基于CFD-DPM的风选设备参数仿真计算方法
《农业装备与车辆工程 》 2023
摘要：为了给风选设备的设计提供参考依据，提出一种基于CFD-DPM的风选设备参数仿真计算方法，以残膜和棉秆为研究对象进行试验验证。分别对悬浮试验台气流场和验证试验台气流场中的残膜和秸秆进行运动分析，推导等效运动颗粒仿真参数计算公式并求其具体数值。构建CFD-DPM耦合模型，对等效颗粒在验证试验台中的运动进行数值模拟计算，求解验证实验台在不同参数下进行残膜和秸秆分离所需的离心风机临界转速。对仿真获得的离心风机转速进行相同条件台架试验验证，仿真值与实测值误差小于10%，仿真结果具有较高准确性，证明研究方法可行。
关键词： 农业机械 CFD-DPM 风选 仿真计算 设计 试验
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丘陵山地甘薯膜上仿形扦插移栽机研制
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对北方丘陵山地甘薯膜上移栽机械缺乏这一产业难题,该研究基于甘薯覆膜栽培“浅栽、多埋节”农艺需求,以理论扦插角度、栽植深度、膜下薯苗长度、穴口长度的最优综合得分为目标,对薯苗栽植单元取植动作时空配合参数和工作参数进行分析,并设计了丘陵山地仿形扦插甘薯移栽机,进行了室内外试验。室内取苗试验结果表明,在40～50 r/min植苗速度下,栽植单元对黄淮海地区常用薯苗品种取苗效果较好,取苗率在99%以上,满足田间作业需求。以作业速度、薯苗基部形态、薯苗伸出夹苗刷长度为影响因素,以膜下薯苗长度、栽深合格率和漏苗率为考核指标,进行田间移栽正交试验。结果表明,影响薯苗栽植指标综合评分的主次因素为薯苗伸出夹苗刷长度、薯苗基部特征、作业速度,最优参数组合为作业速度0.5 km/h、薯苗基部形态优、薯苗伸出长度60 mm。验证试验结果表明,最优参数组合下,平均薯苗扦插深度为73.6 mm,膜下薯苗平均长度为205.4 mm,平均穴口长度为76.5 mm,薯苗栽植后与地面平均夹角为53.8°,扦插株距变异系数为8.9%,栽深合格率为93.7%,漏苗率为3.5%,扦插效果良好,满足北方膜上船底形插的农艺需求。研究结果对开发适合北方丘陵山地甘薯膜上扦插的实用机具以及甘薯产业的可持续发展具有重要意义。
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玉米田间机械-化学协同除草的杂草防除效果
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：施用除草剂和机械除草是目前杂草控制的两种主要手段,受农田环境、机具作业能力等限制,单一机械或化学防治均存在一定的局限性.该研究以玉米田为研究对象,设置机械除草协同减量化学除草策略,选取2种机械除草方式(行间与株间)和3种化学减量比例(减量25%、50%、75%)及2种化学施药方式(全幅和苗行)组合进行除草试验.从除草效果和玉米生长方面综合研究了机械-化学协同除草方式的杂草防除效果.试验结果表明:机械除草方式能够疏松土壤,使除草区域的土壤紧实度降低64.4%以上.除草处理后2周,行间机械除草的株防效为83.4%,优于株间机械除草的株防效46.7%;玉米吐丝期,机械-化学协同处理的除草效果优于单一机械除草,行间机械除草协同除草剂减施处理的除草效果优于同水平施药量下的株间机械除草协同除草剂减施处理;无论是在吐丝期还是成熟期,机械-化学协同除草处理的玉米叶面积和干物质量大于单一机械除草或化学除草,机械-化学协同除草模式可促进植株营养元素累积和作物生长;行间机械-化学协同除草处理的平均产量分别高出单一机械和化学除草模式29.0%和20.4%,株间机械-化学协同除草处理的平均产量分别高出单一机械和化学除草模式55.9%和5.1%;从玉米产量及其构成来看,机械除草协同除草剂减施25%处理的增产效果最优,该处理下的千粒质量和产量均高于其他协同处理.该研究明确了机械-化学协同除草策略对农田杂草防除和作物生长的影响,机械协同除草剂减施处理能在不降低除草效果的前提下减少除草剂施用和增加玉米产量.该研究为杂草绿色防控提供了新思路,研究结果可为玉米田除草剂减施提供参考.
关键词： 农业机械 玉米 杂草 机械除草 除草剂减施 机械-化学协同
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农业机械先进技术采纳行为影响因素研究
《中国农机化学报 》 2022 北大核心
摘要：为识别农户采纳农业机械先进技术的主要影响因素,促进农业机械化高质高效发展,基于全国339份农户问卷调查数据,运用logistic模型分析农户个人特征、家庭特征、技术有用性、技术易用性和社会环境对其采纳农业机械先进技术的影响.结果表明:农户教育水平、家庭收入、提高工作效率、改善工作环境、可获得性、操作方便性、政府支持和邻里影响8个因素对农户采纳农业机械先进技术具有显著正向影响,其中家庭收入、改善工作环境和政策支持在1%水平上显著,提高生产效率、操作方便性和邻里影响在5%水平上显著,教育水平和可获得性在10%水平上显著;农业机械数量对农户采纳农业机械先进技术在10%水平上具有显著负向作用.因此,建议相关部门应在推动农机从业人才培养、强化先进技术宣传推广和加大支持力度等方面制定针对性的政策措施.
关键词： 农业机械 动力换挡 采纳行为 logistic回归模型
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气吸滚筒式花生穴播器投种性能分析与试验
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对气吸滚筒式花生穴播器投种过程中种子不能准确落入导种机构而造成漏播、重播的问题,该研究提出了一种通过调整穴播器盖边缘开口位置和导种机构安装角度的方法寻求最佳投种轨迹,对种子脱离穴播器盖进入导种机构阶段建立动力学模型,明确了投种轨迹变化机理,确定了穴播器盖和导种机构的安装参数.借助EDEM仿真软件研究了穴播器盖和导种机构在不同安装角度下的投种性能,得出种子在与分种盘挡片接触状态下脱离穴播器盖边缘的投种性能最佳.选取穴播器盖安装角度、导种机构安装角度和机具前进速度为试验因素,以排种粒距合格率、漏播率、重播率为试验指标,在排种试验台上进行三因素三水平组合试验.结果表明:在穴播器盖安装角为17.10°、导种机构安装角为11.18°、机具前进速度为3.85 km/h的条件下投种性能最优,此时排种粒距合格率为95.37%.田间试验结果表明,调节穴播器盖安装角为17.10°、导种机构安装角11.18°,机具前进速度在3.05~4.65 km/h范围内,试验结果与台架试验结果基本相符,排种粒距合格率大于89%、漏播率小于7%,重播率小于5%,满足花生单粒精量播种要求.
关键词： 农业机械 试验 种子 花生 气吸式穴播器 投种性能
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井窖式烟草移栽机设计与试验
《农业装备与车辆工程 》 2022
摘要：针对井窖式烟草移栽人工栽植劳动强度较大、现有机械化装备作业效率和可靠性不高等问题,结合"井窖式烟草移栽技术"提出的农艺要求,设计一种用于井窖式烟草移栽的专用移栽机。在确定整机的结构和工作原理的基础上,对成穴移栽注水机构和栽植器进行设计,建立成穴移栽注水机构的运动学模型,以此建立其人机交互辅助界面,通过人机交互的方式获取成穴移栽注水机构的最佳参数组合。建立栽植器的数学模型,获取其最优结构和工作参数。在此基础上,研制了井窖式烟草移栽机样机,并进行了田间试验。试验结果表明,株距变异系数为7.1%,栽植深度合格率为94.6%,满足井窖式烟草移栽的农艺要求和作业质量要求。
关键词： 农业机械 井窖式烟草移栽机 成穴移栽注水机构 栽植器 优化设计
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基于EDEM-ADAMS仿真的稻茬地双轴破茬免耕装置研制
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对长江中下游稻麦轮作区的稻茬地根茬量大韧性强、土壤黏度高不宜粉碎等问题，该研究基于仿真试验研制双轴破茬免耕装置。通过EDEM软件建立破茬开沟装置-秸秆-土壤离散元模型，采用正交试验得到破茬开沟装置的刀型、排列方式以及刀具数量，基于EDEM-ADAMS联合仿真，采用单因素试验、正交试验、二次回归正交旋转试验和响应曲面法对甩刀、粉碎装置以及双轴破茬免耕装置进行动力学分析，得到甩刀具参数、旋耕刀轴和粉碎刀轴转速以及双轴轴心水平与垂直高度，得到机具最佳参数：破茬装置选用30把旋耕刀采用双螺旋排列，刀轴转速为286r/min；粉碎装置选用L型（32把）和直刀（8把）采用双螺旋排列，刀轴转速为605r/min；双轴水平距离548 mm、垂直高度168mm。根据优化参数试制样机并进行田间性能测试。田间试验结果表明，秸秆和稻茬以0.93 kg/m~2全量覆盖时，双轴破茬免耕装置对水稻秸秆、根茬的平均切断率以及切茬率分别为95.09%和95.16%，机具通过性良好，田间平均出苗率为95.29%，符合当地农艺要求，适用于秸秆覆盖量大的作业情况。所设计的双轴破茬免耕装置满足长江中下游稻麦轮作区小麦免耕播种作业要求，可为双轴旋转型耕作装置以及根茬不易粉碎、土壤黏度高条件下的免耕播种提供参考。
关键词： 农业机械 仿真 破茬粉碎 少免耕 防堵 EDEM-ADAMS
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铲筛组合式大葱挖掘抖土疏整装置设计与试验
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对大葱联合收获挖掘抖土疏整装置可靠性差、作业阻力大、易壅土的难题,该研究设计研发了一种铲筛组合式大葱挖掘抖土疏整装置,该装置主要由挖掘铲、抖土筛、疏土整地装置组成。首先构建了挖掘铲、抖土筛、疏土整地装置力学模型,理论阐述了其作业原理和设计思路。进一步对铲筛组合式大葱挖掘抖土疏整装置与原有大葱挖掘抖土疏整装置进行离散元仿真和田间作业对比试验。仿真试验结果表明铲筛组合式大葱挖掘抖土疏整装置作业时的土壤挠动效果和土壤颗粒流动情况均优于原有大葱挖掘抖土疏整装置。田间试验结果表明铲筛组合式挖掘抖土疏整装置收获大葱的含杂率为2.94%,平均损伤率为1.66%,壅土概率为10%;较原有大葱挖掘抖土疏整装置收获大葱的平均含杂率降低0.51个百分点,平均损伤率降低0.77个百分点,壅土概率降低40个百分点。该研究可为大葱联合收获挖掘抖土疏整技术与装备研究提供参考。
关键词： 农业机械 模型 大葱 挖掘 抖土 离散元 田间试验
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3MDZ-4型自走式棉花打顶喷药联合作业机设计
《农业工程学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对现有棉田打顶机打顶率低,打顶和喷药环节独立作业造成拖拉机动力浪费的问题,集成精准打顶与变量喷药技术,设计了3MDZ-4型自走式棉花打顶喷药联合作业机,可一次完成棉花分禾收拢、扶禾、打顶、喷药作业。对机具关键部件分-扶禾装置、高度检测系统、打顶系统、喷药系统进行设计分析,确定了分禾宽度为470mm、高度检测范围为0～320 mm、圆盘刀轴最小转速716 r/min、平行四连杆机构长度等参数,在设计分析的基础上进行田间试验。田间试验结果表明:当该机工作速度为2.5 km/h时,棉花打顶率为91%,打顶前后棉花高度相关系数为0.81,相关性强;喷药系统可根据作业速度调节喷药量,实际流量与理论流量相对误差在5%以内。同时,触屏显示器能够实时显示作业速度、作业面积等参数,当药液低于设定值时发出声光报警,提高了棉花打顶喷药机械的智能化水平。该研究可为棉花打顶喷药机械的设计提供理论参考。
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