使用有限元方法对甘蔗剪切过程进行仿真,研究刀片几何角度对甘蔗断面形态的影响。通过编写VUMAT子程序,将Hashin单向纤维复合材料失效准则应用于甘蔗剪切过程的仿真。仿真包括甘蔗剪切过程的断裂形态、剪切过程的最大剪切力、刀片楔角、后角和间隙对剪切断面的影响。结果显示,断裂形态仿真结果与已有的试验和仿真结果一致,最大剪切力为270 N;刀片楔角从30°减少到5°,可使甘蔗的上下断面都趋于平整;刀片具有正的后角,会使下断面平整;2 mm刀片间隙的存在,导致甘蔗下部断口接近静止刀片一侧出现撕裂。

作物生长模型在农业生态研究、作物管理、产量预测以及农业技术推广等过程中发挥着重要的作用。对甘蔗作物生长模型的研究与发展进行综述和回顾,对应用最广泛的2个主要模型(澳大利亚APSIM–Sugarcane和南非CANEGRO)的优势及差异进行了比较分析,并对AUSCANE和QCANE等其他甘蔗模型作了介绍。对甘蔗模型在生产应用中存在的问题和今后的发展方向进行了展望。

[目的]甘蔗增产是在食糖消费持续增长趋势下,世界糖业市场稳定的重要原因。揭示甘蔗增产要素,不仅能为甘蔗生产市场监测提供必要的理论支撑,而且还可以发现资源环境约束下甘蔗可持续发展的路径选择。[方法]基于LMDI模型,文章从世界和国别两个视角,剖析世界甘蔗增产的主要贡献因素。[结果]1961—2014年世界甘蔗生产逐渐向优势区域集中,产量提升2倍,其中70%增产源于播种面积扩张, 30%来自单产提升;面积扩张对多数国家甘蔗增产的贡献大于单产提高,中国甘蔗增产同样得力于面积扩张,但单产提升显著,贡献率高达34%,位居世界前列;甘蔗生产中的资源环境问题逐渐凸显,现有的甘蔗增产模式已给脆弱的生态环境造成了深远的负面影响。[结论]资源环境约束背景下,转变甘蔗增产模式迫在眉睫,必须加快由依赖面积扩张的粗放型增长模式向单产提升的集约型生产模式转变的步伐,方可实现中国乃至世界甘蔗糖业的可持续发展。

甘蔗寒冻害是蔗糖主产区主要气象灾害之一。大范围、严重的甘蔗寒冻害造成甘蔗产量和蔗糖分含量下降，给广大蔗农及企业带来巨大的经济损失。但受蔗区地形地貌复杂及气象观测台站分布稀疏等因素制约，寒冻害过程影响期间难以获取区域甘蔗实际受害信息，给甘蔗寒冻害过程监测、评估及防灾、减灾措施的实施带来了极大困难。为了实现及时、真实地反演甘蔗产区寒冻害程度，文章基于广西历年冬季寒冻害过程最低气温资料、地理信息数据以及ＥＯＳ／ＭＯＤＩＳ卫星资料，采用多元回归法，分别构建基于地理信息、基于地理信息及下垫面信息耦合的最低气温空间推算模型，创建了逐年寒冻害过程最低气温格点数据库。并以２００８年辐射型、２０１０年平流型寒冻．．．

以甘蔗品种新台糖22号(ROC22)叶片为研究对象,针对全波段和双敏感波段处的反射率分别建立甘蔗叶片叶绿素含量的预测模型,对比各模型的精度。全波段方面,以可见-近红外光谱反射率为输入量,提取出前5个主成分后,分别采用多元线性回归(MLR)与BP神经网络(BPNN)方法建立全波段模型M1与M2;敏感波段方面,选择731和785nm这2个敏感波段及由二者计算出的植被指数为输入量,建立一元线性回归(SLR)模型M3、MLR模型M4以及BPNN模型M5。研究结果表明:M1与M2的预测值与实测值间的决定系数R~2分别为0.792 4和0.892 9;M3、M4、M5的R~2分别为0.821 2、0.840 1和0.848 2;BPNN模型精度高于线性回归模型;虽M5的精度稍低于M2的精度,但M5只包含2个敏感波段信息,具有更高的工程应用价值。

【目的】分析动荷载条件下黄土局部化变形的判断依据和剪切带的特性,探究不同初始应力条件对非饱和黄土剪切带特性的影响。【方法】用动扭剪仪进行陕西杨凌非饱和黄土的动变形试验,分析其动本构关系曲线、动孔隙气压力和阻尼比的变化规律,探讨初始平均主应力和初始主应力方向角对剪切带倾角的影响。【结果】土样的动本构关系曲线、动孔隙气压力随时间变化曲线和阻尼比随动剪应变变化曲线皆为非线性型,其变化规律很好地体现了局部化变形的过程。当初始主应力方向角<45°时,土样的剪切带倾角随着初始平均主应力的增加而呈增加趋势;当初始主应力方向角≥45°时,剪切带倾角随着初始平均主应力的增加呈减小趋势。在初始主应力方向角<45°...

【目的】探讨基于悬臂板扭转模态测试正交各向异性材料(木材)和各向同性材料剪切模量的原理和方法。【方法】首先根据ANSYS计算的悬臂板一阶扭转振形,应用优化原理分别得到垂直和平行于板中面位移w和u的一阶扭转振形函数,然后借助能量法导出悬臂板一阶扭转频率与板材弹性模量和剪切模量的关系式,该式中的2个振形系数通过与动能、扭转应变能和拉压应变能相关积分计算,从振形系数计算值的二元线性回归得到振形系数依赖于悬臂板宽长比和厚宽比的相关式。【结果】导出的悬臂板一阶扭转频率与板材弹性模量和剪切模量的关系式,只有在测出悬臂

【目的】提出一种动态测试木材主向剪切模量的新方法——自由方板扭转模态法，以扩大自由方板宽厚比的适用范围，为建筑工程、家具、室内装饰、交通、军事、乐器等行业的工程应用提供可靠支撑。【方法】首先根据自由方板特有的一阶扭转振型特征和能量法，导出木材主向剪切模量与其自由方板一阶扭转频率之间的关系式；然后基于自由方板在不同树种和不同宽厚比时ANSYS计算的一阶扭转模态频率，进行仿真和回归分析，获得木材主向剪切模量与其自由方板一阶扭转频率之间的修正关系式（自由方板扭转模态法关系式）。【结果】木材自由方板扭转振型特征按自由方板长宽比划分为长宽比不小于3、长宽比=2和长宽比=1共3类；长宽比不小于3的自由方板扭转振型沿其长边曲线变化，沿其宽边直线变化；长宽比=1的自由方板扭转振型沿其长边直线变化，沿其宽边曲线变化；长宽比=2的自由方板扭转振型沿其长边和宽边均为曲线变化。【结论】自由方板扭转模态法测试木材主向剪切模量理论依据可靠，用于测试木材主向剪切模量适用的方板宽厚比，对弦向、径向和横向方板均在7～30范围内，可降低方板宽厚比限制条件；自由方板扭转模态法既适用于测试木材主向剪切模量，又适用于测试木质复合板材和各向同性材料的剪切模量，其有效性得到自由杆件扭转振动法和非对称四点弯曲法试验验证，且该方法具有试验操作简单、测试精度高的优点；理论分析和试验结果表明，传统自由方板扭转振动法测试木质复合板材和木材剪切模量偏低，其偏低程度与材料类别和方板宽厚比有关。

根据ANSYS程序和优化原理得到自由板一阶扭转振形函数,应用能量法导出木材剪切模量和自由板一阶扭转频率的关系式。该关系式的正确性得到木材剪切模量的数学仿真、试验测试和静态试验3个方面的验证。瞬态激励法测量西加云杉、国产马尾松、油松、杉木和蒙古栎自由板的频谱,且借助于互功率谱概念从频谱图中识别出自由板的一阶扭转频率。

为实现薄板木质材料剪切模量的快捷检测,提出了一种悬臂梁自由振动的方法——悬振法,即通过测量试件在悬臂自由振动时的第一阶固有频率和衰减振动波形的对数减幅系数,来检测材料的剪切模量。利用自行研制的薄板类木质材料力学性能快速测量仪,对4种材质、6种规格的薄板木质材料试件进行了检测试验,且将测得的剪切模量与试件的弯曲弹性模量进行了相关性分析。结果表明:悬振法测得的剪切模量与材料弯曲弹性模量间存在非常显著的线性相关关系。

为了验证土壤剥蚀率模拟公式,系统地研究土壤剥蚀率与坡度和流量、水流剪切力之间的关系,在较大坡度(3°～30)°和流量(2.5～6.5L·min-1)范围内进行了径流冲刷试验。结果表明:土壤剥蚀率是坡度和流量的幂函数,随着坡度和流量的增大而增加;坡度和流量与土壤剥蚀率之间呈显著相关关系,流量对土壤剥蚀率的影响明显大于坡度;土壤剥蚀率随着水流剪切力的增大而增加,两者呈幂函数关系,利用水流剪切力可以更准确的预测土壤剥蚀率。

为实现螺纹剪切式吸能装置在实车上的应用,克服其原自适应吸能电控系统中电机位置与实车结构的不匹配性,以及双电机传动导致的异步现象,依据实车众泰2008的车型特点,重新调整电机位置、设计传动方案,实现了吸能装置在实车上的同步传动。结果表明,该传动系统的设计降低了吸能装置电控系统实车化的设计难度,方便了吸能装置在实车上的安装与应用。

【目的】以条锈菌和白粉菌胁迫的普通小麦(Triticum aestivum L.)为研究对象,分析由可变剪切(alternative splicing,AS)形成的TaNAC结构变异转录本,同时分析TaNAC基因的microRNA调控位点,为进一步解析TaNAC基因通过转录后调控参与小麦响应真菌胁迫奠定基础。【方法】普通小麦兼抗种质N9134在被白粉菌和条锈菌分别侵染后,各8个时间点取样并混合,然后从混合样本中克隆得到大量TaNAC转录本。参考中国春小麦基因组注释信息(IWGSC RefSeq v1.1)进行比对,选择由可变剪切形成的TaNAC序列结构变异转录本,分析它们的序列结构特征。利用生物信息学软件和在线工具,对这些TaNAC结构变异转录本编码产物的功能结构域、高级结构、理化性质、亚细胞定位等特征和变异情况进行比对分析。同时,利用洋葱表皮细胞瞬时表达系统验证其中1对TaNAC结构变异转录本的亚细胞定位预测结果,并选取5组TaNAC基因的可变剪切序列结构变异转录本进行酵母转录自激活试验,研究序列结构变异对TaNAC基因转录调控活性的影响。此外,利用miRBase数据库收录的小麦中已报道的miRNAs和TaNAC基因,进行靶基因预测分析,建立小麦TaNAC家族成员与miRNAs的靶向关系。【结果】以条锈菌和白粉菌侵染的普通小麦兼抗种质N9134为材料,克隆得到的TaNAC转录本中的35条序列结构变异转录本由13个TaNAC基因可变剪切形成。通过分析发现,同一TaNAC基因由可变剪切形成的不同结构变异转录本的核酸序列结构存在差异,而且其对应编码产物的功能结构域、高级结构、理化性质和亚细胞定位等方面均会存在差异,同时也会表现出不同的转录调控活性;不同TaNAC基因的可变剪切方式存在差异,而且它们的结构变异转录本及其编码产物在结构特征、理化性质和转录调控活性等方面也均呈现出多样性的特征。通过分析TaNAC基因与其在编码序列区域的靶标tae-miRNAs,发现具有可变剪切转录本的TaNAC基因与tae-miRNA的结合位点均在其非可变剪切区域。【结论】TaNAC基因可以通过可变剪切这种转录后调控方式参与小麦对真菌胁迫的响应;同时发现,调控TaNAC基因的tae-miRNA可以独立于可变剪切这种转录后调控方式行使功能。

【目的】探讨利用基于蔗糖代谢酶基因多态性的目标区域扩增多态性(target region amplification polymorphism,TRAP)标记进行甘蔗遗传多样性、遗传距离及遗传距离与糖分表型值关联性分析的可行性。【方法】利用4个根据参与蔗糖代谢酶基因SuSy、SPS、SAI和PPDK设计的锚定引物和9个随机引物,筛选具有多态性的17对引物组合,对28个糖分性状表型不同的甘蔗基因型进行TRAP标记,通过分子标记数据,估算不同基因型蔗糖代谢基因的遗传变异和遗传距离,并进行聚类分析。【结果】共扩增出170个条带,其中109个为多态性条带,多态性比率为64.1%,平均每个引物组合产生1...

为改善与企业合作开发的整秆式甘蔗收割机样机的作业效果,在三维设计软件UG中建立了甘蔗收割机切割及输送系统的虚拟样机模型,并导入多体动力学仿真软件ADAMS中,分别在切割系统前方增加一级主动喂入辊,在螺旋提升机构外表面上包裹表面粗糙的橡胶,以及在随刀轴旋转的套筒上安装橡胶拨块等状态下,对甘蔗通过切割系统的速度进行了虚拟仿真试验。结果表明,改进后,可提高切断后甘蔗向后的输送速度,降低甘蔗在输送过程中出现堵塞的概率。田间试验表明,改进后样机收获的甘蔗头部完好率由28.76%提高到54.51%,含杂率由4.20%