摘要：采用有限差分软件对老路抬高路基加宽工程的路基变形、水平应力集中及格栅处置进行数值分析。结果表明,新老路基的差异沉降是老路上部共同作用层出现水平拉应力集中的根本原因,采用土工格栅对老路上部共同作用层进行处置是控制路基顶面变形和水平拉应力集中的有效措施;在地基模量变化时格栅处置对最大沉降点沉降的控制效果优于老路中心,在抬高高度变化时格栅处置对老路中心沉降的控制效果优于最大沉降点;水平拉应力对差异沉降较敏感,在软土地基和老路抬高高度较小时,有必要采用土工格栅对老路上部共同作用层进行处置。

摘要：针对玉米精密播种机使用导种管的结构不合理导致株距均匀性差的问题,该文介绍了一种应用逆向工程设计软件Geomagic Design设计导种管的方法,研制性能优良的导种管。利用悬臂式三坐标测量机对进口曲线型导种管结构进行扫描,获取三维点云数据;通过三维逆向工程软件Geomagic Design减少噪音点、合并、简化、对齐等数据预处理获得网格数据;依照网格数据逐个创建特征重构导种管的三维几何模型;对重建的三维几何模型与网格数据进行误差分析实现三维几何模型的优化;依照所优化的三维几何模型生成工程图纸,完成导种管试制。在丰美2BQX-6玉米免耕精密播种机上进行了试制导种管、进口导种管和无导种管的性能对比试验,结果表明:试制导种管、进口导种管和无导种管的段粒数合格率分别为95%、97%和67%,空段率分别为3%、3%和33%,说明导种管可有效提高播种质量,且本研究试制的导种管与进口导种管性能相当。应用逆向工程设计导种管相对传统的理论研究和试验研究,可以缩短设计周期,降低设计成本;所建的三维几何模型为后续导种管结构研究和改进优化提供了一定参考。

摘要：为了实现一次施肥满足作物不同生育期的养分需求并提高肥料利用率,设计了一种适用于带状免耕播种机的深松全层施肥铲,并对深松铲、施肥管和施肥板的夹角进行理论分析与设计,得到关键参数的理论值。采用二次回归通用旋转组合设计试验,以肥量均匀变异系数为响应指标,以工作速度和作业深度为影响因子,利用EDEM建立深松全层施肥铲的离散元仿真模型,模拟深松全层施肥铲的工作过程,通过仿真分析得出试验数据;运用Design-Expert软件对试验数据进行方差分析和响应面分析,得到最优工作参数组合为:工作速度3.81 m/s,作业深度25.22 cm。取工作速度4 m/s、作业深度25 cm进行田间试验,结果表明,本文设计的施肥铲在最优工作参数下,0~5 cm、5~10 cm、10~15 cm、15~20 cm土层的肥量均匀性变异系数分别为41.05%、24.11%、20.31%、14.63%,试验值与理论优化值相对误差为10.89%、4.06%、2.37%、3.10%。

摘要：针对V型挤压式覆土装置在黏土条件下作业不可靠,种沟闭合不严实,易造成种子“架空”和“晾种”的生产实际问题,设计一种星齿球面盘式覆土装置,提高播种机覆土质量。分析了星齿球面盘式覆土装置的作业原理,通过对覆土作业过程中土壤颗粒的运动学分析,确定了影响覆土作业质量的主要结构参数,并对星齿球面覆土盘主要结构参数和安装参数进行了设计。借助EDEM离散元仿真技术,建立了土壤与覆土装置的互作模型,以星齿球面覆土盘安装倾角、安装间距、入土深度为试验因素,以覆土量与覆土量变异系数为评价指标,分别进行了单因素与Box-Behnken试验,确定了星齿球面覆土盘的最优结构参数组合为安装倾角25.03°、安装间距196.66 mm、入土深度77.65 mm。取安装倾角25°、安装间距197 mm、入土深度77 mm进行了田间验证试验,试验结果表明:最优参数组合下,覆土量平均值为241.46 g,与仿真结果基本一致,相对误差为5.12%,覆土量变异系数为3.71%,覆土均匀,作业质量好,覆土作业后种子播深满足农艺要求,星齿球面盘式覆土装置能有效改善播种机的覆土性能。

摘要：针对现有玉米气吸式排种器高速作业引起的种子漏吸,导致作业效果不佳的问题,通过增大充种区域,增加排种盘的充种时间,加强种群离散度,减小吸附压力,并基于此设计一种双重扰动辅助充种高速气吸式排种器。分析不同高度种层种子的受力平衡方程,计算扩容板位置和结构参数。分析扰种台柱和型孔作用下种子运动力学模型,并确定了带扰种台柱的中字型吸种孔排种盘的关键结构参数。以颗粒瞬态法向力为评价指标,运用EDEM软件仿真分析3种排种盘的扰动性能,结合台架试验检测3种排种盘充种性能,得到所设计的排种盘能够有效加强对种群的离散,强化排种盘的吸种性能。台架试验结果显示,当扰动辅助充种高速气吸式玉米排种器作业速度为8~10 km/h、吸附负压为3.0~4.0 kPa时,漏播指数不高于5.1%,重播指数不大于4.2%,粒距合格指数不小于94.6%,合格粒距变异系数不大于15.33%;当作业速度为12~14 km/h、吸附负压为3.5~4.0 kPa时,漏播指数不高于7.9%,重播指数不大于1.3%,粒距合格指数不小于92.1%,合格粒距变异系数不大于17.67%,高速条件下作业性能较好,各项指标均优于国家标准。

摘要：为探索气送式排种系统输种管长度对排种性能的影响机理,在分析不同长度输种管管内气流平均流速变化规律的基础上,进行流体动力学(CFD)仿真,得到不同长度输种管管内气流速度流场分布图及排种量分布图。采用二次回归通用旋转组合设计试验,以播种量和风机频率为影响因素,以输种管管内气流平均流速、各行排量一致性变异系数、总排量稳定性变异系数为试验指标,进行了台架试验。试验结果表明:输种管长度增加,输种管管内气流平均流速降低,种子运动速度减慢,排种量减少,且当输种管长度小于2.50 m时,变化显著;当输种管长度在2.50~6.25 m时,气流平均流速降低速率减小,种子运动速度减慢变缓,排种量变化平缓,各行排量一致性变异系数为2.82%~3.88%,总排量稳定性变异系数为0.39%~1.28%,满足相关标准要求。因此设计时建议输种管长度选择在2.50~6.25 m之间。

摘要：为解决砂壤土条件下,播种开沟器开出种沟较窄,无法适应燕麦宽苗带种植的问题,结合滑切工作原理,设计了一种宽苗带减阻燕麦播种机开沟器。阐述铲式开沟器工作原理,确定刃口曲线方程;通过分析挡土曲面的作业阻力和宽苗带种沟成因,确定挡土曲面主要结构参数取值。采用EDEM仿真分析方法,以开沟器作业阻力、种沟宽度变异系数为试验响应指标进行三元二次正交旋转组合试验,得到可信的回归数学模型;分析各因素交互作用对开沟器工作性能的影响规律;利用遗传算法NSGA-Ⅱ对回归数学模型进行多目标优化,并进行土槽验证试验,得出其最优参数组合为:播深41 mm、入土角24°、开沟器宽度107 mm,此时作业阻力为727.1 N,种沟宽度变异系数为9.92%;土槽验证试验得到作业阻力平均值为789.07 N,种沟宽度变异系数平均值为10.69%,与优化结果的误差分别为8.52%、7.76%。播种对比试验进一步表明作业效果满足宽苗带燕麦种植开沟农艺要求。

摘要：设计了2BMG-24Q型气流输送式小麦免耕播种机,采用高压气流输送种子到各播种行的播种单体导种管,实现精少量排种、破茬开沟和种肥分施,能够免耕播种小麦。试验表明:播种深度合格率为88.3%,施肥深度合格率为85.2%。

摘要：设计气流输送式排种系统时需确定种子速度,以小麦种子为试验对象,采用计算流体动力学和离散元耦合的方法在不同播种量与风速情况下对输种管内种子速度进行数值模拟。采用标准k-ε模型非稳态的Lagrangian耦合算法进行气固两相流耦合仿真,在台架试验中运用高速摄像技术对输种管内的种子运动过程进行图像采集,将采集的图像进行二值化、反色、差分、腐蚀去噪声等图像处理,根据种子面积与质心位置特征提取种子的移动距离,并计算得到种子实际运动速度。仿真模拟与试验表明,输种管内种子速度主要受风速影响,播种量对其影响很小;不同风速下输种管内种子速度仿真值与试验值的相对误差范围为4.28%~6.06%,相同位置处不同风速种子速度仿真值与试验值的相对误差范围为4.86%~5.70%,通过计算得到输种管内种子速度的修正系数平均值为0.95。基于气固两相流耦合的输种管内种子速度仿真具有较高的准确度,验证了基于EDEM-Fluent耦合仿真测定输种管内种子速度的可行性。

摘要：玉米播种机高速、精量作业时,投种点高,种子因剧烈碰撞,而导致粒距均匀性差,为此基于文丘里原理,设计一种利用正压气流辅助输种的导种装置,确定了导种装置的主要结构和关键参数。分析了气流辅助输种,实现“零速投种”的机理。采用DEM-CFD耦合仿真方法模拟导种装置的工作过程,通过对比分析气流场、种子的出射速度,确定进气室收缩角为70°、进气室收缩段长度为8.2 mm。利用排种器性能测试平台进行速度匹配试验、弹跳试验、作业性能试验和对比试验,结果表明:作业速度为8~16 km/h、粒距为20~25 cm时,合格指数不小于85.7%;粒距变异系数不大于15.8%。与重力式导种管相比,作业速度越高,正压气流辅助导种装置的优良作业性能越突出,作业速度为16 km/h时,粒距合格指数增加13.6个百分点,粒距变异系数减少7.4个百分点,满足高速条件下精量输种的要求,有利于提升高速精量播种机整体作业性能。