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[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
顿国强 于春玲 杨永振 陈海涛 纪文义 叶金
为通过优化外槽轮排肥器排肥舌结构,以提升其排肥均匀性,利用EDEM建立外槽轮排肥器的离散元仿真模型,对其排肥作业过程进行模拟仿真,通过肥料颗粒运动状态仿真结果验证肥料颗粒流动特性。应用虚拟试验方法,分析排肥舌倒角结构参数变化对肥料颗粒流动特性的影响。结果表明:排肥流量变异系数随着排肥舌倒角的增大而先减小后增大,两者间呈负抛物线型二次函数关系,且在排肥舌倒角弧长与单个凹槽弧长比值为0.85时,外槽轮排肥器排肥质量波动最小,排肥均匀性最佳。验证试验结果表明:配装最优结构排肥舌的外槽轮排肥器排肥流量变异系数最小,具有最佳的排肥均匀性,比传统平端排肥舌排肥流量均匀性提高了49.9%。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
徐浩 陶栋材 陶韵晖
为获得水稻芽种直播机排种性能良好的槽孔形状、槽孔螺旋角、槽轮工作转速,运用离散元分析软件EDEM对半圆形、"V"形、梯形、钩勺形4种槽孔槽轮排种器的排种性能进行仿真分析和台架试验验证。结果表明:当槽轮槽孔形状为钩勺形、槽孔螺旋角为13.46°、槽轮工作转速为21.09 r/min时,排种器排种穴径合格率为96.37%,穴粒数合格率为95.43%,伤芽率为6.54%,可满足农艺要求。
关键词：
水稻 直播 槽轮排种器
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
薛忠 赵亮 王凤花 王槊 王刚 潘睿
为提高螺旋式排肥器对颗粒肥料的排肥稳定性与均匀性,采用离散元仿真软件EDEM对排肥器结构参数进行数值模拟并进行仿真试验,分析螺旋叶片直径、螺距和排肥轴转速对排肥器排肥性能的影响,获得排肥器工作参数与排肥量和排肥稳定性变异系数的回归数学模型。仿真试验结果表明:影响螺旋式排肥器排肥量的因素主次依次为排肥轴转速、螺距、螺旋叶片直径,排肥量最大为221.2 g/s,最小为54.76 g/s;影响排肥稳定性变异系数的因素主次依次为排肥轴转速、螺距、螺旋叶片直径,通过Design–Expert 8.0进行参数优化,确定排肥器最优参数组合,即螺旋叶片直径100 mm、螺距60 mm、排肥轴转速15 r/min,此时排肥稳定性变异系数达到最小值,为8.48%,排肥器排肥性能较为稳定均匀。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
顿国强 于春玲 郭艳玲 李海山 杨永振 陈海涛 纪文义
为解决排肥器排肥不均匀的问题,设计了间隙啮合渐开线齿轮排肥器,为考察排肥齿轮结构参数对排肥均匀性的影响规律,在理论分析的基础上应用离散元法对排肥过程进行仿真分析。以排肥轮齿数、排肥轮间隙、轮齿压力角为试验因素,以排肥均匀度变异系数为评价指标进行正交优化试验,结果发现,影响排肥均匀度的因素大小为排肥轮齿数>排肥轮间隙>轮齿压力角,其中,排肥轮齿数对排肥均匀度有显著影响(P
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
顿国强 叶金 夏雯桢 杨永振 于春玲 杜佳兴 郭艳玲
针对外槽轮式排肥器排肥流量均匀性不高的问题,设计了一种反转啮合齿轮式排肥器,利用排肥盒内设置的啮合排肥齿轮反向啮合传动将肥料经齿槽从两侧连续交替排出,提高排肥流量均匀性,并通过试验检验其排肥性能。对反转啮合齿轮式排肥器排肥量和流量进行理论分析,确定对排肥量和流量的数学模型。为比较反转啮合齿轮式排肥器与外槽轮式排肥器排肥流量均匀性高低,在保持排肥器结构参数不变的情况下,设计单因素试验,选取硫酸钾为试验肥料,以排肥轮转速为试验因素,以排肥均匀性为试验指标,设计对比仿真试验,转速分别为30,45,60,75,90r·min-1。利用EDEM建立排肥器离散元仿真模型,进行仿真试验,采集试验数据并对采集数据进行统计分析。结果表明:反转啮合齿轮式排肥器排肥流量均匀性系数均值较外槽轮式排肥器提高32.0%,且方差分析结果显示排肥轮转速对反转啮合齿轮式排肥器排肥流量均匀性有极显著影响(p
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
顿国强 叶金 夏雯桢 杨永振 于春玲 郭艳玲 纪文义
针对外槽轮式排肥器存在排肥流量均匀性较差的问题,设计一种圆弧齿轮排肥器。对排肥轮结构进行理论分析,建立排肥量数学模型,并确定在结构参数不变的情况下,影响排肥器排肥量的工作参数。设计仿真试验,研究工作参数对圆弧齿轮排肥器排肥量的影响、对比圆弧齿轮排肥器与外槽轮式排肥器排肥流量均匀性高低;设计验证试验,检验仿真试验可靠性;结果表明:1)因调肥隔板与排肥轮间存在间隙,导致肥料堆积产生滑移现象,排肥器无法通过改变工作槽段长度对排肥量进行稳定调节,但排肥轮转速可线性改变排肥器排肥量,且排肥轮转速与排肥流量间存在线性关系;2)圆弧齿轮排肥器较外槽轮式排肥器排肥流量变异系数平均减小30.14%,排肥流量均匀性有了较大的提高;3)台架试验值与离散元仿真值相对误差值均小于2.5%,离散元仿真试验结果可靠。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
张涛 刘飞 赵满全 刘月琴 李凤丽 麻乾 张勇 周鹏
研究大豆排种过程的离散元仿真参数设置。对大豆种子的本征参数、大豆种子与排种器的接触参数进行标定;测定大豆种子长、宽、高三轴尺寸,自然休止角,千粒重和密度的本征物理参数,测定大豆种子与排种盘、搅种轮和有机玻璃接触的最大静摩擦因数、碰撞恢复系数。以平均误差值为评价指标,应用离散元软件正交试验仿真标定。结果表明,离散元仿真标定的参数设置为:大豆种子三轴尺寸的长、宽、高分别为6.884、6.833、6.292mm,密度为1 272.15kg/m3;大豆种子与排种盘、搅种轮和有机玻璃的最大静摩擦因数分别为0.449
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
刘春波 臧英 罗锡文 曾山 王在满 杨文武 郑乐
目前常用的水稻旱直播机械排种器以播种小麦的外槽轮排种器为主，外槽轮排种器存在脉冲现象、播种不均匀、对于水稻适应性差。为达到水稻旱直播的播种量可调范围大、播种均匀稳定的要求，在现有外槽轮排种器的基础上，设计一种适于水稻直播要求的螺旋槽轮排种器，并对螺旋槽轮排种器进行了试验，研究了排种轴转速与播种量之间的相关关系，并对螺旋角度对排种均匀性影响、螺旋排种轮开度对播种量的影响、稻种对播种量的影响等进行了试验。试验结果表明：排种轮转速与播种量之间存在极显著的线性相关关系，相关系数Ｒ～２＝０．９８６；螺旋槽轮开度与播种量之间存在极其显著的线性相关关系，相关系数Ｒ～２＝０．９９５，说明通过调节螺旋槽轮开度和．．．
关键词：
水稻 螺旋槽轮 排种器
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
宋学锋 张锋伟 戴飞 赵武云 杨杰 张雪坤
为解决2BF–02型玉米全膜双垄沟扎穴施肥机作业因肥料结块而排肥不顺的问题,设计了一种由箱体和辊轮组成的肥料块破碎装置。在离散元软件EDEM中建立肥料块离散元模型,按照3因素3水平正交试验方案对肥料块破碎装置工作过程进行虚拟试验。结果表明:影响肥料块破碎率的因素由大到小依次为辊轮间距、辊轮转速、辊轮齿数。当辊轮间距为6 mm、辊轮转速为150 r/min、辊轮齿数60个时,肥料块破碎率为98.8%(最高值)。对仿真结果进行试验验证,结果肥料块破碎率为94.4%。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
顿国强 李鑫 纪欣鑫 盛泉宝 纪文义
针对传统排肥器存在施肥不均而造成肥料利用率低问题，设计了一种双排肥轮结构的同向双螺旋排肥器，通过理论分析确定排肥器的理论排肥量及影响排肥均匀性的参数，以排肥轮螺距、中心距、叶片高度为试验因素，排肥均匀性波动系数和轴向平均速度为试验指标，进行了三因素三水平Box-Behnken试验。试验结果表明：螺距对排肥均匀性波动系数影响为极显著，中心距、叶片高度对均匀性波动系数影响为显著，螺距、中心距、叶片高度对轴向平均速度影响为极显著，并在排肥轮中心距为48 mm，螺距32.5～33.2 mm、叶片高度13.5～14.7 mm时，均匀性波动系数≤10%、肥料轴向速度≥30 mm/s，排肥器作业性能最佳。在最优参数组合下排肥均匀性波动系数台架试验与仿真试验相对误差为1.47%、单圈排肥量台架试验与仿真试验相对误差为1.96%，台架试验与仿真试验吻合较好。在不同转速下同向双螺旋排肥器较单螺旋排肥器排肥均匀性波动系数平均降低64.21%、单圈排肥量平均提升72.16%，优化后的同向双螺旋排肥器排肥均匀性好且排肥流量大。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
刘洪男 李陶 赵何跃 李江 雷小龙 任万军
针对现有气送式集中排肥器螺旋排肥装置稳定性和均匀性较差的问题,提出"排肥装置集中对行排肥+气力输肥"的排肥方式,应用离散元法和台架试验对螺旋排肥装置进行改进。采用EDEM仿真分析型孔截面形状(对称截面、倾斜截面、直行截面),型孔深度和型孔数量对排肥速率、均匀度和各行排肥量一致性变异系数的影响。结果表明:1)当排肥轮转速为30r/min时,优化后的排肥轮结构参数为,倾斜截面、型孔深度15mm、型孔数量8个;2)在排肥轮较优参数及转速为10～50r/min条件下,随着排肥轮转速的增大,排肥速率呈线性增大,各行排肥量一致性变异系数和排肥均匀度变异系数分别低于3.0%和26.0%。使用水稻种植中常用的三宁、住商、中化复合肥进行台架试验,结果表明:1)总排量稳定性变异数和各行排肥量一致性变异系数分别低于2.0%和4.0%;2)排肥速率试验值与模型预测值之间的相对误差小于2%。田间试验结果表明,当施肥量为490.05和588.00kg/hm2时,实际施肥量与施肥量要求之间的相对误差均小于2%。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
顿国强 范芯蕊 杨永振 李海山 王晨帆 陈海涛 杜佳兴
2BZXJ系列插装式精量播种机配备的排种器在大豆的小区育种过程中,由于护种板结构较长导致出现严重的存种、混种现象,且排种初期存在一定的机具空行程;同时由于排种方向与播种机前进方向一致,导致种粒落地滚动弹跳落点位移较大,株距合格率低。针对上述问题,本研究设计一种改进型育种专用排种器,去掉护种板,增设清种刀以及导种凹槽用以解决存种、混种以及机具空行程的问题。通过建立投种位置的理想数学模型,同时结合排种盘实际结构,确定最佳排种位置以解决种粒落地滚动弹跳位移过大、株距合格率低的问题。利用离散元仿真软件EDEM进行仿真对比试验,模拟排种过程得出种子各阶段运动规律。仿真结果表明:改进型育种排种器投种更早、种粒落地平均位移减小至原平均位移的46%,位移均方差减小至1.95mm,平均位移波动更小,株距更稳定。田间试验结果显示,改进型育种排种盘内无残留种子,播种带提前;当播种机具作业速度为0.7m/s、排种器转速24r/min、株距为7cm时,粒距合格指数整体提高6.80%、重播指数减少3.40%、漏播指数减少3.41%,试验结果验证仿真结果的正确性。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
樊成赛 何瑞银 施印炎 王建林 徐高明
[目的]在有机无机混合肥料仿真试验中，传统参数标定方法待标定参数多，标定过程复杂。本文根据有机肥对无机肥颗粒黏附特性，提出一种新的离散元仿真接触参数标定方法。[方法]利用自由落体碰撞试验、静摩擦试验、滚动摩擦试验对复合小球和钢的接触参数进行校准；设计Plackett-Burmen Design试验、爬坡试验和Box-Behnken响应面试验，得到混合肥料接触模型最优参数，通过堆积角对比试验、有机肥和无机肥混合比例预测试验、撒肥盘颗粒分布对比试验验证最优参数。[结果]复合小球与钢的最优碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.323、0.776、0.255；有机肥肥料之间最优碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.40、0.70、0.14；有机肥与钢板之间的最优碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.44、0.70、0.15；Hertz-Mindlin with JKR模型参数为0.017。最优参数进行对比验证堆积角的相对误差为1.05%，最优参数能预测不同混合比例肥料的堆积角，撒肥盘抛撒试验列分布最大相对误差为35.95%，平均误差15.86%。[结论]试验结果验证了标定方法正确性，同时为后续有机肥-无机肥-机械互作系统研究提供依据。
[期刊] 工业工程与管理
[作者]
杨晓英 施国洪 王雪 孙华岳
通过实证研究,分析了单件离散型生产作业排程特征和设备对排程的重要性,提出了从设备使用和顾客需求角度研究作业排程优化的必要性。引入设备综合技术性能指数作为质量保证的考量指标,以精益物流为指导思想,综合质量保证指数、生产浪费指数和准时交货指数三项指标,以生产能力、工艺时序、随机不确定性因素为约束条件,建立了组合优化模型。为了有效地求解模型,设计了集成算法,并结合实例分别应用"SM&PR"(仿真&优先规则)和"SM&PR&GA"(仿真&优先规则&遗传算法)进行了仿真试验,检验了模型和算法的有效性。结果显示"SM&PR&GA"是最有效的方法,与传统方法相比,具有动态随机性、全局收敛性和智能性等特征,提...
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
向伟 吴明亮 官春云 罗海峰 杨洋 汤远菊 谢伟
针对油菜浅耕直播机在作业过程中出现漏种、漏肥等问题,对湖南农业大学研制的2BYD 6型油菜浅耕直播施肥联合播种机排种排肥系统进行了改进,将排种排肥动力系统由被动传动改为伺服电机主动驱动,电机转速同步机具前进速度,于种、肥箱下方与排种管末端设计并安装监控报警装置,对肥料箱底部进行了改进设计,同时增设覆土镇压装置。田间试验结果表明,改进后的播种机生产率提高15.4%,并能对非正常排种、排肥进行自动报警。
关键词：
油菜浅耕直播机 排种排肥系统 改进
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