摘要：针对传统地轮驱动式勺轮排种传动结构复杂、现有电驱动排种技术不适应云南高原地貌等问题,设计一款勺轮式电驱动玉米排种器。利用SolidWorks软件对关键部件进行设计,并对种勺内种子进行受力分析确定排种器最高转速。利用EDEM软件对排种器的工作过程进行仿真研究,探究转速对合格率、漏播率和重播率的影响。对排种器电驱动部分相关模块的硬件设备进行选型,根据各个模块功能制定播种系统作业流程。以作业速度、投种口高度、播种株距为试验因素,以播种合格率、漏播率和重播率为评价指标进行台架试验。结果表明:当播种作业速度为5 km/h,投种口高度为40 mm,播种株距为260 mm时,播种质量最好,合格率为90.89%,漏播率为3.76%,重播率为5.35%,满足云南地区饲用玉米精量播种的农艺要求。

摘要：为明确亚高山草甸不同深度根土复合体的力学特性对机械化草甸取草的意义,以云南寻甸高本山区亚高山草甸作为研究对象,通过对不同深度的亚高山草甸根土复合体进行直接剪切试验来测定其抗剪强度,并对抗剪强度特性采用摩尔—库伦模型进行拟合分析。结果表明:随着亚高山草甸深度的增加,其抗剪强度逐渐减小,0~10 cm土层深度根土复合体的抗剪强度最大,20~30 cm土层深度根土复合体抗的剪强度最小;采用摩尔—库伦模型对根土复合体抗剪特性参数的模拟效果较为明显,内摩擦角在一定范围内基本保持恒定,但内聚力值的变化较为明显,说明内摩擦角对抗剪强度的影响较小,而内聚力对抗剪强度的影响较为显著。研究结果可为亚高山草甸植被起草设备的设计提供参考。

摘要：为实现玉米病虫害的原位准确检测与识别,本研究设计了一套基于边缘计算的玉米病虫害智能检测系统。该系统基于YOLOv8模型并进行改进,具体改进方法包括:采用高效视觉网络(EfficientViT)作为主干网络,以降低计算量;在特征融合网络中引入幻影卷积(GhostConv),进一步减轻计算负担;在C2f模块中引入空间通道重建卷积(SCConv),以增强特征提取性能;将损失函数替换为具有动态非单调聚焦机制的损失函数(WIoU),以提高模型的识别精度。同时,本研究设计了基于边缘计算的病虫害检测系统上位机、下位机架构,并将该轻量化模型部署到Jetson orin nano边缘计算设备上。系统采用Pyside6开发系统可视化界面,除具备识别与训练功能外,还集成了基于大模型技术的AI专家库,可以实现对病虫害的智能化诊断。通过自建的玉米病虫害数据集对改进模型YOLOv8-EGCW进行检验。结果表明,与原始模型YOLOv8m相比,改进模型YOLOv8-EGCW的精确度、召回率和平均精度均值分别提升了0.4个百分点、1.6个百分点和1.2个百分点,参数量和模型大小大幅减少,单张图像检测时间缩短。建立的玉米病虫害检测系统测试结果显示,准确率达到93.4%,检测速度达1 s 25帧。表明该系统能够满足边缘计算环境下玉米病虫害原位检测的需求。

摘要：针对干腌火腿传统手工揉制加工生产率低、含盐量高、品质不稳定等问题,提出了一种机械式揉制加工方法。以HTRZJ500型火腿揉制机为研究对象,进行了火腿揉制加工中腿坯运动和受力的分析与仿真:首先以干腌火腿为研究对象建立其腿坯的空间力学模型,绘制出腿坯在稳定揉制状态下的7个关键工位图谱;然后结合工位图谱与火腿揉制机揉制装置的结构尺寸,计算出腿坯全程被凸轮顶揉次数约36次,总时间约12 s,揉制力出现的两次峰值大小分别为609 N和973N;最后运用Solid Works软件创建了揉制装置虚拟样机,并通过Solid Works Motion仿真研究了腿坯揉制加工过程中的运动和受力规律。运动仿真结果表明:腿坯在整个揉制过程中持续振动,在4 s的仿真时间中出现了两次揉制力峰值,大小分别为677 N和994 N,与工位图谱对应位置的揉制力计算值的相对误差分别为10%和2.1%,仿真模型较为合理。该文结合工位图谱分析法和虚拟仿真技术揭示了干腌火腿的揉制加工运动机理和揉制力的变化规律,为火腿揉制机结构的设计与优化提供了理论参考。

摘要：为解决云南红壤蒸汽消毒过程中消毒加热效率低的问题,开展了消毒管结构参数对土壤消毒加热效率的影响效应研究,并对消毒管结构参数进行了优化设计。首先,运用图像处理技术构建出土壤孔隙结构离散模型;其次,对消毒管内蒸汽流场土壤蒸汽消毒过程进行了仿真模拟分析;最后,基于土壤蒸汽消毒试验平台,开展了多因素消毒管结构参数优化试验研究。研究结果表明:1)消毒管出气孔周向和轴向孔数对红壤蒸汽消毒加热效率影响极显著(P<0.01);消毒管最佳结构参数为出气孔孔径2 mm、周向孔数为3个、轴向孔数为2个,土壤平均温度达到80℃时的试验消毒时长平均值为394 s,试验结果与预测结果之间的平均误差率为5.3%;2)消毒200 s时,各处理土壤升温速率达到峰值,消毒200 s后加热效率逐渐降低,即消毒200 s时应逐渐减少蒸汽的流量,当土壤温度低于60℃需再次增加蒸汽的流量,依次循环往复保证土壤温度始终在60℃以上,以达到高效灭菌的目的;3)单管红壤高温区域范围主要集中在水平方向0~150 mm,垂直方向0~200 mm。该研究可为土壤蒸汽消毒机消毒管的结构设计和智能消毒作业提供理论依据,并为末端执行装置多管间距的设计奠定理论基础。

摘要：适用于山区坡耕地的耕整地机械在优化设计过程中缺乏准确的离散元仿真模型参数,制约了机具的设计改进。以滇中地区坡耕地红黏土为研究对象,结合无侧限抗压强度试验和离散元仿真方法,建立了基于EEPA模型和Bonding模型的无侧限抗压强度试验仿真模型,并对仿真模型中的相关参数进行标定。试验中土样断裂的最大轴向压力平均值为431.19 N。以最大轴向压力为响应值设计Plackett-Burman试验、Steepest Ascent试验和Box-Behnken试验来确定离散元仿真模型参数,并通过试验来验证仿真的可靠性。Bonding模型单位面积法向刚度X1为3.14×10^(8)N/m^(3)、临界法向应力X_(3)为53175.4 Pa、EEPA模型接触塑性比X_(6)为0.31824。在该参数组合下进行验证仿真,其最大轴向压力与试验的相对误差仅为1.71%,并且Bond键的断裂面与试验相比较为符合。仿真与试验所得到的数据基本一致,说明该参数组合可靠,可为后续红黏土的离散元仿真提供理论依据。

摘要：针对现有三七种苗挖掘铲挖掘阻力大、碎土性能与减黏性差等问题,设计一种三七种苗挖掘铲。本研究运用仿生学原理,依据穿山甲良好的挖掘性能设计三七种苗挖掘铲。对穿山甲前爪中趾和鳞片进行结构分析,测量爪趾纵剖面和前端轮廓数据,通过曲线拟合得到仿生铲外形轮廓;结合穿山甲鳞片表面的楔形形状,将仿生铲表面设计成有凸起的楔形铲面;根据三七育苗农艺,确定仿生铲的挖掘深度和挖掘铲宽度;建立仿生铲三维模型,通过Ansys有限元仿真分析,确定挖掘铲厚度和入土角,研究仿生挖掘铲结构性能;并运用EDEM离散元动态仿真分析验证凸起仿生挖掘铲作业过程中所受阻力和土壤挖掘效果。三七种苗挖掘铲设计为凸起仿生挖掘铲,由Ansys仿真分析可知,凸起仿生挖掘铲最大应力为11.864 MPa,最大变形量为0.064687 mm;由EDEM离散元法仿真分析得到凸起仿生挖掘铲挖掘阻力比平面铲小18.78%,作业时土壤颗粒平均翻滚角速度较平面铲提升27.13%,且具有较好的减黏效果。用穿山甲前爪和鳞片仿生三七种苗挖掘铲,能在保证不破坏三七主根和剪口的同时,达到增大碎土性能和减少土壤黏附的效果。该研究对三七种苗挖掘铲的设计与改进具有重要意义。

摘要：为提高轴流气吸式排种器型孔入口处的负压从而提升吸种效率,采用响应面法和CFD软件对排种器结构参数进行试验设计和数值模拟并进行回归分析,得到排种器结构最佳参数组合。使用中央复合设计(CCD)对排种器结构参数进行试验设计并建立15组试验模型,使用FLUENT软件对试验模型的型孔入口压力值进行数值计算,将所得数据集导入Design-Expert软件并通过响应面法进行预测和寻优,得到的最佳参数组合为:扇叶转速为2393 r/min,扇叶个数为11,型孔数为15,此时目标函数预测型孔进口处的负压为210.07 Pa。为验证响应面法目标函数预测值的准确性,进行数值模拟试验和台架试验。结果表明,数值模拟法和响应面法的目标函数值基本一致,而台架法与数值模拟法的误差为6.2%。

摘要：针对二层及三层筛式花椒筛选机筛选摆动频率、筛净率及筛选效率低等问题,设计了四层筛式花椒筛选机,利用顶层筛与第2层筛连接、第3层筛与底层筛连接,两套连接装置由偏心轮驱动和连杆牵引摆动时互为反向运动,从而减小摆动不平衡力矩,提升筛选最高摆动频率。开展了整机结构与关键部件设计,机架及四层筛的振动模态仿真,分析了机架与筛面稳定性、摆动机构参数、筛面倾角与摆角,进行了筛选稳定性和筛选性能试验。结果表明:筛选机机架、顶层筛、第2层筛、第3层筛和底层筛的1阶振动频率分别为9.7、9.9、11.7、9.3、9.4 Hz,整机固有振动频率约为11.8 Hz;筛选频率越高则最大喂入量和筛选效率越大;筛选机摆角为2.77°、顶层及底层筛倾角分别为6.95°和8.12°时,最优筛选频率为9.0 Hz,最大喂入量达792 kg/h,筛选效率为559 kg/h,花椒壳筛净率和损失率分别为98.1%和3.1%,花椒籽筛净率和损失率分别为94.1%和4.2%。

摘要：为了进一步强化流体在SK型静态混合器中换热效率,对SK型静态混合器进行3,6和9孔的开孔设计,并将开孔式SK型静态混合器应用于直接接触蒸发器中,以高沸点导热油作为直接接触换热器中的连续相,以低沸点的有机工质作为直接接触换热器的分散相,运用ANSYS软件进行数值模拟,研究30,50和70℃3种低温差情况下,不同开孔数量对流动和换热特性的影响。结果表明:3孔式SK型静态混合器的混合特性最稳定,在3种温差下混合效果分别是传统式SK型静态混合器的1.5,3.3和1.6倍;湍流强度分别为传统式SK型静态混合器的3.3,3.8和1.3倍。在SK型静态混合器上合理的开孔可以提高气态工质在直接接触换热器内的停留时间,从而使传热得到强化,达到了节约能源的目的。