双轮驱动电动拖拉机传动性能研究
摘要：提出了双轮驱动电动拖拉机的总体结构方案,从作业受力和牵引效率2个方面分析了电动拖拉机的牵引性能,并进行了传动部件的匹配分析。在此基础上搭建了电动拖拉机传动试验平台,分别进行了牵引性能、带载启动及运输工况等试验。试验结果表明,所设计的电动拖拉机牵引转矩达到1 800 N·m,可满足更大耕深作业。带载启动时,驱动转矩从700 N·m增至1 600 N·m,车速由0增至7 km/h,所用时间约为1.1 s。运输试验运输货物为1 710 kg时,速度达到6.5 km/h。基于输入模糊化的农用履带机器人自适应滑模控制
摘要：针对农用履带机器人控制系统易受到参数慑动和外部扰动影响的特点，将模糊理论与滑模控制结合起来，提出了基于模糊逻辑的自适应滑模控制，以提高控制精度与稳定性。首先，推演了履带机器人运动学模型，分析了模型的特点。其次，设计了一种含有积分项的滑模面，构建了基于等效控制和切换控制的模糊滑模自适应控制，既保留了滑模控制的快速性和鲁棒性，又很好地抑制了抖振。仿真与实验结果表明，与常规的滑模控制方法相比，该种控制不仅具有对外部扰动及参数摄动具有较强的自适应性和鲁棒性，而且具有动态响应快，跟踪性能好的特点，适用于履带机器人控制系统。仿形弹性镇压辊减粘防滑结构设计与试验
摘要：针对仿形弹性镇压辊粘附土壤和滑移率较大的问题,基于典型土壤动物蚯蚓的体表柔性几何特征,设计了一种适用于仿形弹性镇压辊的减粘防滑结构,其主体是橡胶凸起,同时采用肋条结构对其进行固定。这种结构具有粘附土壤少、滑移率低、镇压力分布均匀、碎土效果好等优点。通过理论计算和运动学分析对减粘防滑结构的运动过程进行研究,得出橡胶凸起的特征方程,以及凸起高度和肋条高度的取值范围。通过三因素三水平正交组合试验得出影响镇压辊粘附土壤量因素的显著性顺序依次为：凸起高度、肋条高度、载荷;影响镇压辊滑移率因素的显著性顺序依次为：肋条高度、凸起高度、载荷;得到减粘防滑结构的最佳参数组合为：载荷450.0 N、凸起高度13.9 mm、肋条高度15.1 mm,并找到各因素对粘附土壤质量和滑移率的影响。田间验证试验和对比试验得到镇压辊的粘附土壤质量为39.2 g,滑移率为3.89%,分别比没有减粘防滑结构的镇压辊降低60.1%和54.3%。仿形弹性镇压辊设计与试验
摘要：针对保护性耕作条件下与大豆耕播机配套的镇压辊压实土壤不均匀、相关耕播机具纵向尺寸过长的问题,设计了一种仿形弹性镇压辊,采用弹性辐条结构,通过理论分析确定了镇压辊的主要结构参数：直径D=450 mm,宽度B=210 mm,弹性辐条数量n=12。利用ADAMS软件对镇压辊进行运动仿真,同时进行土槽试验,采用L9（3^4）正交试验,在土壤干基含水率为20%时,考察了仿形弹性镇压辊的弹簧刚度k、载荷F、作业速度v和土壤坚实度P对其镇压力波动的影响。通过ADAMS运动仿真,找到了各因素的最佳取值范围;通过正交试验,得到了各因素的主次顺序：载荷、弹簧刚度、土壤坚实度、作业速度,最优组合为载荷800 N,弹簧刚度5 N/mm,土壤坚实度15 k Pa,作业速度0.5 m/s,模拟仿真的结果与试验结果吻合很好。通过对比试验,得到仿形弹性镇压辊在垄台表面有一定倾角的情况下能更好地保证镇压的均匀性。农用底盘轮距可调式转向机构
摘要：针对农用底盘轮距随农作物行距变化而适应性调整的技术需求,基于现有梯形转向机构、平行四边形机构,研究轮距调整联动转向原理,提出轮距调整和转向独立或同时进行的轮距可调式转向机构方案,确定关键参数和转向误差计算方法。设计了一种轮距可调式农用底盘,参照现有底盘相关参数并结合我国部分农作物行距分布情况,确定前桥轮距可调式转向机构关键参数并以最小轮距为基本轮距优化,分析不同轮距时的转向误差,计算结果表明：轮距调整后转向误差仍能满足农田作业转向要求。轴流泵系统技术创新与发展分析
摘要：论述了我国轴流泵系统水力性能研究和技术创新,探讨了轴流泵系统研究发展趋势。阐述了高比转数轴流泵水力模型和应用发展的过程;通过归纳轴流泵系统特点提出按电动机安装位置进行分类,即轴伸式轴流泵系统和贯流式轴流泵系统两类结构形式。分别阐述了不同类型轴流泵系统在泵站工程中的创新应用。从技术发展的角度研判轴流泵系统的发展趋势及应用前景。讨论了传统水泵选型方法的局限性,分析了适用轴流泵系统的水泵选型新方法的合理性。分析基于试验数据的轴流泵变角调节公式及适用性;分析了进水旋涡危害和安全策略,总结了进水池旋涡研究的成果和消防涡措施。针对该领域研究发展中的现实和潜在问题,提出进一步深化研究创新的思路。轴流泵装置虹吸式出水流道内流机理数值分析
摘要：为研究轴流泵对虹吸式出水流道内部流动特性的影响机理,采用CFD（Computational fluid dynamic）方法对虹吸式轴流泵装置进行全流道的数值计算,在考虑了轴流泵与虹吸式出水流道内流相互影响的条件下定性地分析了虹吸式出水流道的流场特征,定量地研究了导叶体出口剩余环量和流量对虹吸式出水流道水力损失的影响,给出了相应的数学关系模型,并将泵装置性能预测结果与模型试验结果进行了对比。结果表明：受导叶体出口剩余环量和流量的双重作用虹吸式出水流道内部流态差异较大,虹吸式出水流道的水力损失主要集中于驼峰断面前的过流通道。各工况时虹吸式出水流道驼峰断面的速度加权平均角的均值为52.34°,不同工况时速度加权平均角变化范围仅在0.1°-2.3°之间。随流量系数的增大,驼峰断面的轴向速度分布均匀度逐渐增大,导叶体出口剩余环量则先减小后增大,在高效工况范围内导叶体出口剩余环量存在最小值。导叶体出口剩余环量通过影响虹吸式出水流道内部流态而对出水流道水力损失产生影响,虹吸式出水流道的水力损失与流量未呈二次方关系。轴流泵水力模型压力脉动和振动特性试验
摘要：采用高频压力传感器对某一轴流泵模型叶轮进口、叶轮出口和导叶出口3个压力测量点,分别在3个转速1 450、1 200、1 000 r/min的额定流量工况条件下,进行了系列压力脉动测量试验。试验研究结果表明,不同转速下的压力脉动峰峰值不符合泵相似定律准则;不同转速条件下,叶轮进口处的压力脉动主频均为叶频,但叶轮出口的压力脉动主频随着转速的变化而发生漂移;泵内最大压力脉动峰峰值在泵内的位置也随之改变。通过分析转速变化对不同压力测点处的主频和泵不同位置的振动特性影响,发现试验泵不同位置处的振动以流体诱导的低频信号和转子系统质量不均匀诱导的轴频及其倍频为主要特征信号。从振动与压力脉动的频域来看,在0-2倍轴频范围内变化趋势基本相同,且速度变化对二者有相似的影响。在不同转速条件下,压力脉动的频率以1-4倍轴频为主要频域信号范围,但在不同位置处,振动频域范围仍主要以1倍和2倍的轴频信号为主。平衡孔直径对离心泵性能及平衡腔压力的影响
摘要：在离心泵性能数值模拟结果与试验测试结果基本吻合的基础上，对泵平衡孔直径在0-12mm 的范围内，进行泵扬程、效率和轴功率预测，研究泵设计工况下，不同平衡孔直径时，平衡腔内液体压力沿轴向、径向和切向分布规律，以及其对盖板力的影响，并绘制出pfk关系曲线。结果表明：同一流量工况时，平衡孔直径增大到一定值后，轴功率明显增大，效率显著降低，但在大于设计流量工况时，扬程与平衡孔直径无关；同一平衡孔直径下，平衡腔压力沿轴向和切向基本保持不变，压力由泵轴至密封环沿径向增大；在平衡腔内小于平衡孔圆心与泵轴中心垂直距离的半径区域，平衡孔直径越小，压力沿径向越趋近于零，而在平衡腔内大于上述半径区域，平衡孔直径越大，压力沿切向越大；比面积 k ≥2.645时，平衡腔区域盖板力基本平衡。基于径向基神经网络的叶轮轴面投影图优化
摘要：为了提高余热排出泵的效率,采用拉丁超立方试验设计方法对叶轮轴面投影图上的前盖板圆弧半径、后盖板圆弧半径、前盖板倾角和后盖板倾角4个几何变量进行35组叶轮方案设计,应用ANSYS CFX 14.5软件对余热排出泵进行定常数值模拟,得到设计工况下的效率,应用径向基神经网络建立效率与轴面投影图的4个几何变量之间的近似模型,最后采用遗传算法对近似模型进行极值寻优,获得最优的轴面投影图几何参数组合。研究结果表明：对比原始泵的数值模拟性能曲线和试验外特性能曲线,两者吻合较好;径向基神经网络能较好地预测泵设计点效率;优化的轴面投影图使得余热排出泵的水力效率提高了6.18个百分点,改善了叶轮内流场特性。因此,叶轮轴面投影图的优化设计方法是可行的。双吸离心泵叶轮交替加载设计方法
摘要：双吸离心泵内部的压力脉动是影响机组运行稳定性的关键因素之一。为了减轻压力脉动,分析了引起双吸离心泵压力脉动的主要原因,研究了不同类型的叶片载荷曲线对双吸离心泵流态的影响,建立了叶片加载方式、叶片出口倾角和叶轮交错角与泵内二次流及压力脉动的关系,提出了能够抑制二次流、降低压力脉动的叶轮交替加载设计方法。在新的设计方法中,叶片载荷曲线具有盖板前加载、轮毂后加载的混合加载模式。基于该方法所生成的双吸叶轮具有轮毂两侧交错布置、叶片出口边正向倾斜、盖板和轮毂包角差小的特点。通过在一大型引黄灌溉泵站的试验表明,该方法可将双吸离心泵压力脉动主频的幅值降低到原来的1/5左右,同时还可改善泵的最优效率和高效区。该方法为大功率双吸离心泵的优化设计和更新改造提供了一种新的技术途径。离心泵隔舌区压力脉动测量与分析
摘要：离心泵内部的压力脉动是引起机组振动及噪声的主要原因,这一现象在隔舌区尤为严重。对某单吸离心泵在变转速和变流量工况下的性能及隔舌区的压力脉动进行了定量试验研究。试验结果表明：离心泵运行在小流量工况时,其性能随转速工况的变化基本符合离心泵一维设计理论。隔舌区压力脉动测量结果表明：压力脉动以离散分量为主,其整体强度占参考动压的1%左右,且随转速近似以二次函数形式变化。定转速时,随着流量的减小隔舌外侧压力脉动强度变化不明显,但舌尖及内侧压力脉动强度有明显提高,这归因于低频压力脉动的增大。研究结果对泵类系统的减振降噪和安全性改善具有指导意义。离心泵泵腔流道液体泄漏量试验与计算方法
摘要：设计了针对泵腔流道液体泄漏量测量的专用试验装置,采用改变叶轮轴向位置（即改变泵腔轴向间隙）来改变隙径比的方法,在间隙为0.2 mm、0.3 mm,长度为15 mm密封环条件下,对隙径比为0.127、0.101、0.076、0.051、0.025、0.006的泵腔流道的进出口液体压力和液体泄漏量进行了测试及分析,并提出了泵腔流道液体泄漏量计算公式及其速度系数的确定方法。结果表明：不同隙径比的泵腔流道液体泄漏量系数与压力系数的变化很有规律性,其关系曲线几乎是一些斜直线,但隙径比和密封环间隙对其有较大影响;在泵结构不变情况下,只减小泵腔轴向间隙就能有效地减少液体泄漏量,提高泵容积效率,泵腔轴向间隙最佳取值范围为1-5 mm。再生水高效安全灌溉关键理论与技术研究进展
摘要：再生水灌溉已成为世界范围内缓解水资源供需矛盾的有效手段。再生水中含有一定量的有害物质可能带来农田生态环境的污染风险，不合理再生水灌溉引起的系统安全和环境污染风险成为限制其应用的主要因素。以实现系统稳定、环境持续和调控有效为目标，深入开展相关理论和技术问题研究是保证再生水高效安全灌溉的关键。在系统总结国内外研究成果的基础上，分析了再生水灌溉对灌水器、灌溉系统、农田环境以及农产品等不同尺度介质的影响，阐释了再生水中的养分、盐分、微生物和典型污染物等的行为特征及相互作用机制。需要进一步研究再生水灌溉对系统性能影响的微观机制与宏观特征、对环境影响的动力学过程、对养分吸收利用及转化过程的影响以及高效安全调控机制等关键理论和技术，为实现再生水的高效安全灌溉提供参考。基于RZWQM模型的冬小麦-夏玉米水氮管理评价
摘要：利用2010和2011年在中国科学院通州农田水循环与现代节水灌溉试验基地获取的冬小麦-夏玉米轮作条件下不同水肥管理时的试验数据,对RZWQM（Root zone water quality model）模型中的土壤水分、氮素和作物模块进行率定和验证,模型验证结果表明各土层土壤含水率的均方根误差（RMSE）和相对误差（MRE）分别在0.015-0.026 cm3/cm3和-6.66%-5.83%之间变化,土壤贮水量模拟值与实测值一致;冬小麦和夏玉米产量、吸氮量的模拟值与实测值的相对误差（RE）小于25%。该结果表明率定和验证后的RZWQM模型能够用来模拟华北地区冬小麦-夏玉米轮作条件下土壤水、氮及作物动态变化。利用率定和验证后的模型分析对比了常规施氮条件下,不同喷灌灌水频率和传统灌溉方式对作物产量和氮素渗漏的影响。结果表明在灌溉总水量相同的条件下,当20 cm蒸发皿累积蒸发量为30-70 mm时开始灌溉,其作物产量高且氮素渗漏量和损失量小。综合考虑作物产量和环境效应,推荐较优的喷灌灌溉频率为累积蒸发量为30-70 mm时开始灌溉。黄土丘陵区枣林土壤水分动态及其对蒸腾的影响
摘要：为了探明黄土高原半干旱区山地枣林蒸腾和土壤水分间的关系，对山地枣林的土壤水分和枣树茎液流动态进行了连续 3 年的定位监测，结果表明：土壤水分时空变异性显著，土壤水分垂直方向上随着土层深度的增加，变异系数（Cv）逐渐降低。其自上而下可划分为土壤水分变化层（0-2.6m）、土壤水分干层（2.6-6.0m）和土壤水分恢复层（6.0-10.0m）。枣树液流监测的参数在生育期和休眠期间具有显著性差异，根据这一特征可以对枣树生育期进行较为准确的界定。基于液流参数特征确定的生育期与观察树体萌芽落叶确定的生育期时长基本一致，均约为 160d，但基于液流参数确定的生育期较后者约提前 5d。土壤水分的增加会使枣树液流（瞬时蒸腾）的谷值出现时间提前，峰值出现时间推后，“午休”时间缩短，旺盛蒸腾时间延长，反之亦然。枣树生育前期蒸腾均呈逐日增加趋势，而生育中后期蒸腾和土壤水分呈极显著的正相关关系。秸秆覆盖对季节性冻融期土壤水分特征的影响
摘要：以北方高寒区典型城市哈尔滨市为研究区域，通过冬季大田试验（试验周期 2013-11-01—2014-04-30），设置自然无覆盖、覆盖秸秆厚度 5、10、15cm4 个处理，分别测定不同处理下 20、40、60、100、140、180cm深度土壤液态含水率以及气象数据，分析季节性冻融期秸秆覆盖对土壤水分变化特征的影响。研究结果表明：秸秆覆盖使0-60cm 土层内液态含水率增加或减小的时间拐点发生延迟，随着秸秆覆盖厚度的增加其延迟效果越明显，但土壤冻结期的延迟效果比冻土融化期明显；秸秆覆盖阻碍了冻土融化初期融雪水入渗，使自然无覆盖处理液态含水率在20、40、60cm 土壤深度出现短暂的峰值，而在冻土融化末期秸秆覆盖抑制了土壤水蒸发，使各秸秆覆盖处理液态含水率在 20、40、60cm 土壤深度又高于自然无覆盖。秸秆覆盖可有效平抑冻融期 0-60cm 土层土壤液态含水率的变化幅度，且随着土壤深度的增加其平抑效果具有减弱趋势；积雪融水和秸秆覆盖的双重作用能够有效增加土壤墒情，但其增墒能力随着土壤深度的增加而降低，不同秸秆覆盖处理对 0-60cm 土层的平均增墒能力由大到小排序依次为：15、10、5cm。考虑滴头堵塞位置分布的灌水均匀度计算方法
摘要：为合理评价滴灌工程在运行过程中堵塞滴头对灌水均匀度及作物生长的影响,以克里斯琴森均匀系数为基础,建立了堵塞滴头位置分布均匀性的概念和计算方法,提出了以堵塞滴头位置分布均匀系数和滴头流量均匀系数的算术平均值为指标的灌水均匀度计算方法,并分别对比分析了毛管和灌水小区两个尺度的灌水均匀度计算结果。结果表明：与克里斯琴森均匀系数相同,考虑滴头堵塞位置分布的灌水均匀系数可以合理反映堵塞滴头数量和滴头堵塞程度对灌水均匀度的影响;同时,该评价指标还可以反映堵塞滴头的位置分布和集中程度对灌水均匀度的影响,有效地解决了克里斯琴森均匀系数仅考虑流量差异而无法正确评价集中堵塞滴头对作物供水及生长影响的问题。
