• 2012年第43卷第9期文章目次
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    • >车辆与动力工程
    • 混合动力车用汽油机效率模型研究

      2012, 43(9):1-5,10. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.001

      摘要 (4613) HTML (0) PDF 1006.05 K (2285) 评论 (0) 收藏

      摘要:混合动力车用汽油机效率模型能够解决因不确定的油耗特性导致其发动机控制准确性难以保证的难题。通过理论分析和对LJ491QE1型、DA4G18—AA型汽油机的大量试验研究,提出换气当量损失和换气经验当量损失作为通用效率模型,用于确定混合动力车用自然吸气、进气道喷射式汽油机动态变化的高效工作区理论;换气经验当量损失仅利用进气压力、排气压力两个参数,就能准确地确定自然吸气、进气道喷射式汽油机动态变化的高效工作区,并且较换气当量损失具有更好的响应性。

    • 高喷射压力下生物柴油喷雾特性试验与仿真

      2012, 43(9):6-10. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.002

      摘要 (4158) HTML (0) PDF 874.02 K (2315) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用高速摄影技术,在定容燃烧弹中进行了高喷射压力条件下的生物柴油与柴油喷雾特性试验,对比了两种燃料的喷雾形态、贯穿距离、喷雾锥角,然后利用仿真计算研究了背景压力、喷射压力、背景温度对生物柴油贯穿距离的影响规律。研究结果表明:背景压力增加,生物柴油贯穿距离减小;喷射压力升高,生物柴油贯穿距离增大;背景温度增加,生物柴油贯穿距离先增大后减小,呈现不规律的波动,生物柴油的蒸发速率较大是造成这种现象的原因。

    • La2Cu1-xFexO4催化去除柴油机NOx和PM排放台架试验

      2012, 43(9):11-15. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.003

      摘要 (4444) HTML (0) PDF 864.77 K (2189) 评论 (0) 收藏

      摘要:为采取后处理技术同时去除柴油机的NOx和PM排放,采用溶胶凝胶法制备了La2Cu1-xFexO4系列催化剂,运用XRD、NO—TPD及H2—TPR对样品进行表征,并对催化剂进行模拟活性评价,结果表明La2Cu07Fe03O4具有同时去除PM—NO的反应活性。将La2Cu07Fe03O4制备成催化器进行发动机稳态工况的台架试验,并采取后喷的燃油喷射方式,表明制备的催化剂在发动机高速高负荷工况时能去除NOx和氧化再生PM,当主喷与后喷间隔角为70°CA时后喷燃油能生成大量具有还原性的HC,提高了对NOx的转化率。

    • 柴油机低温放电处理的微粒热重特性

      2012, 43(9):16-20. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.004

      摘要 (3465) HTML (0) PDF 854.02 K (1724) 评论 (0) 收藏

      摘要:以试验为基础,对低温放电处理后柴油机微粒的热重特性进行了研究。利用静电学理论设计了用来捕集柴油机微粒的低温放电反应器,并搭建了对比分析的试验台架。利用热重分析技术对柴油机微粒中可溶性有机物质和固体碳颗粒的含量进行了比较分析,发现低温放电反应可使微粒上可溶性有机成分发生不完全的化学反应。低温放电电压的变化是影响柴油机微粒中各成分含量的关键因素,随着放电电压的升高,低温放电反应器对微粒的捕集效率有所提高,柴油机微粒中可溶性有机成分的含量呈减小趋势。

    • 无凸轮轴发动机电液驱动配气机构阻尼孔优化设计

      2012, 43(9):21-26. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.005

      摘要 (3941) HTML (0) PDF 906.25 K (1891) 评论 (0) 收藏

      摘要:无凸轮轴发动机电液驱动配气机构中节流阀阻尼孔的优化设计直接影响气门运动及时响应性能和气门落座冲击性能,进而影响发动机性能。建立了配气机构中节流阀阻尼孔的数学模型,并利用该模型研究了阻尼孔直径对气门开启和落座的影响。使用AMESim搭建了配气机构的仿真模型,研究阻尼孔孔径和相对位置对气门运动的影响。结果表明,阻尼孔直径减小或者阻尼腔阻尼孔相对位置上升会使气门延迟开启;阻尼孔直径减小或者主油路阻尼孔相对位置下降会使气门延迟关闭。优化了阻尼孔孔径和位置参数,试验表明阻尼孔优化设计结果满足发动机对配气机构中气门运动的要求。

    • 汽车燃气加热器与LNG发动机联合运行试验

      2012, 43(9):27-30. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.006

      摘要 (5269) HTML (0) PDF 880.65 K (3056) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计重型卡车汽车燃气加热器与液化天然气(LNG)发动机联合运行系统,以解决LNG重型卡车寒区起动困难问题。通过联合运行试验,研究联合运行稳定性及联合运行对LNG发动机冷车起动性的影响。试验结果表明:联合运行过程中,汽车燃气加热器起动顺利,燃烧稳定;利用汽车燃气加热器加热发动机冷却液,对LNG发动机的冷起动改善效果明显。因此,采用联合运行可以有效改善LNG发动机在寒区的起动性。

    • 客车后舱门开口对发动机舱体散热的影响

      2012, 43(9):31-36. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.007

      摘要 (4027) HTML (0) PDF 1.15 M (1771) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用数值模拟和试验相结合的方法,研究了客车发动机后舱门开口封闭前后发动机舱内流场及温度场的变化。结果表明:后舱门开口封闭后,发动机舱内流场没有发生显著变化,冷却系统的冷却能力没有减弱。尽管原开口处、离合器附近略有温升,但不会对客车性能造成不良影响。

    • >农业装备与机械化工程
    • 分流叶片对螺旋离心泵径向力的影响

      2012, 43(9):37-42. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.008

      摘要 (4036) HTML (0) PDF 946.94 K (2066) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了改善单叶片螺旋离心泵叶轮径向力过大的问题,对单叶片叶轮设计分流叶片,并采用Navier—Stokes方程和标准的k—ε湍流模型对带分流叶片和不带分流叶片的螺旋离心泵的内部流场进行非定常数值模拟。通过模拟分别获得了带分流叶片和不带分流叶片的螺旋离心泵的蜗壳出口压力脉动特性以及作用在蜗壳和叶轮上的径向力特性,并对其进行分析比较。结果表明:各个工况下,带分流叶片和不带分流叶片的螺旋离心泵的蜗壳出口压力脉动特性、作用在蜗壳和叶轮上的径向力均呈周期性变化,且主频均为各自叶片通过频率;采用分流叶片后周期变为原模型周期的一半,蜗壳出口压力脉动幅值明显减小,作用在叶轮上的径向力明显减小,作用在叶轮上的径向力的变化趋势关于坐标轴对称性加强,且基本呈椭圆形分布;作用在蜗壳上的径向力虽有小幅提升,但是其脉动幅值减弱,且高频脉动减少。表明单叶片螺旋离心泵叶轮分流叶片的添加不仅可以有效减小叶轮上的径向力,而且对降低蜗壳上的振动特性有一定的积极作用。

    • 离心风机叶轮三维反问题气动优化设计

      2012, 43(9):43-48. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.009

      摘要 (3688) HTML (0) PDF 945.33 K (2057) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于三维反问题设计方法和CFD技术,结合试验设计方法和模拟退火优化算法,以轴面流道形状参数和叶片形状参数为设计变量,以叶轮效率为优化目标,建立了离心风机叶轮三维反问题气动优化设计方法。叶片形状通过三维反问题设计方法由叶轮的环量分布参数表达。运用该方法进行了离心风机叶轮的优化设计,叶轮效率提高了3.3%。根据建立的优化设计变量和叶轮效率之间的响应面函数关系式,分析了不同轴面流道形状参数和环量分布参数及参数间交互效应对叶轮效率的影响。结果表明:相对于轮盘处轴面流道轮盖处型线和环量分布形式,轴面流道叶片进口边倾斜角对叶轮效率影响更为显著。

    • 三维ALE15翼型空化流动数值模拟

      2012, 43(9):49-52,48. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.010

      摘要 (3822) HTML (0) PDF 972.46 K (2202) 评论 (0) 收藏

      摘要:在均相流假设下,考虑流体压力和速度湍流脉动、不可凝结性气体的影响,采用完全空化模型计算空化流场的相变,引入密度函数对RNG k—ε湍流模型的湍流粘性系数进行修正,提出了一种空化流动的数值模型和计算方法。根据试验条件给定的参数,采用提出的数值模型和计算方法,数值模拟了空化数为2.3时ALE15翼型定常空化流动。计算得到的不同剖面速度分布与试验数据吻合较好,验证了该数值模型和计算方法的一致性。不同剖面上,远离翼型表面的速度与主流区速度接近,沿着流动方向,远离翼型表面的速度逐渐减小,这与空泡形成的阻碍有关。空泡尾部出现较大的漩涡区,靠近翼型表面的速度为负值,这与反向射流的作用有关。

    • 离心泵流场流固耦合数值模拟

      2012, 43(9):53-56,42. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.011

      摘要 (4006) HTML (0) PDF 1.42 M (2060) 评论 (0) 收藏

      摘要:离心泵叶轮在流场中受到的应力及产生的变形对速度场和压力场有一定的影响。采用双向同步求解方法对离心泵流场和叶轮结构响应进行联合求解,分析叶轮流固耦合作用对其内部流场的影响。对不同工况进行的计算结果表明,叶轮和叶片中应力分布明显不均,局部出现应力集中;叶轮出口后盖板在偏离设计工况时变形较大,影响叶轮出口速度,使蜗壳出现分流的部位向出口移动;导致叶轮出口压力不对称状态、不稳定性更严重;各监测点上压力变化较明显。

    • 贯流泵扩管内流场的三维LDV测量

      2012, 43(9):57-61,77. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.012

      摘要 (3931) HTML (0) PDF 1.01 M (1899) 评论 (0) 收藏

      摘要:贯流泵扩管对贯流泵装置性能的改善有一定作用,采用三维多普勒激光测速仪(LDV)对贯流泵扩管内流场进行流动测量,获得了扩管内各速度分量的分布规律,周向速度从进口到出口逐渐减小,靠近轮毂处和轮缘处周向流速逐渐减小;轴向速度呈“U”形分布,靠近壁面流速很小,中间区域的流速比较大,随着扩管的扩散,轴向速度有减小的趋势;径向速度的分布情况也是中间速度比较大,靠近壁面处流速减小。同时将测量结果与CFD计算结果进行了比较。结果表明:计算值与试验值的流速分布趋势基本一致,两者的周向速度和轴向速度比较接近,但是径向速度由于其本身的流速较小,所以从相对值来说计算值和试验值偏差比较大。

    • 冲击式水轮机斗叶根部型线优化设计

      2012, 43(9):62-65. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.013

      摘要 (3563) HTML (0) PDF 1.15 M (2453) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用UG软件完成转轮斗叶模型建立,采用CFD技术对多喷嘴冲击式水轮机内部流动进行数值模拟,并结合ANSYS软件对斗叶应力的分析结果,完成转轮斗叶及根部型线的优化,成功地解决了喷嘴数增加后,射流之间、转轮内部流动之间的流动干涉问题,保证了冲击式水轮机转轮的强度和水力性能,使设计的机组运行更加稳定,效率提高。

    • 不同沟灌方式下夏玉米棵间蒸发试验

      2012, 43(9):66-71. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.014

      摘要 (3969) HTML (0) PDF 861.20 K (1892) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用常规沟灌和交替隔沟灌技术,研究了不同水分处理(水分控制下限为田间持水率的80%、70%、60%)夏玉米的棵间蒸发。结果表明:常规沟灌的灌后蒸发和全生育期棵间蒸发量均大于交替隔沟灌,灌水后短期内由于表层土壤含水率较高,土壤蒸发较大;在满足作物蒸腾耗水的基础上,交替隔沟灌减小了灌溉湿润面积而减小无效蒸发耗水;不同沟灌方式下土壤蒸发与表层土壤含水率呈明显的脉冲波动变化,而深层土壤含水率波动较弱;表层土壤含水率和叶面积指数对棵间蒸发影响明显,二者与相对土面蒸发强度均有良好的指数函数关系。水分下限控制合适,交替隔沟灌棵间蒸发与蒸腾耗水明显降低,是夏玉米适宜的灌水方式。

    • 水分调亏对地下滴灌夏玉米田水热动态的影响

      2012, 43(9):72-77. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.015

      摘要 (3697) HTML (0) PDF 873.69 K (2034) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过北京地区地下滴灌夏玉米田间试验,研究了前期不同程度水分亏缺对土壤水热和夏玉米冠层温度、株高、叶面积指数及产量的影响。结果表明:在20~60cm土层,除重度亏水处理外,其他处理的土壤含水率均在高位平稳变化;在60~100cm土层,丰水处理的土壤含水率最大;对不同深度的土层,轻度与中度亏水处理两者间的土壤含水率差异较小。受作物覆盖度和亏水程度的影响,拔节期各处理间土壤温度和冠层温度有明显差异;在较浅土层(距地表30cm和50cm处)中,拔节期之前丰水处理的土壤温度较低,拔节期之后各处理间差异逐渐减小;在较深土层(距地表80cm处)中,水分亏缺程度越大,土壤温度越高。轻度亏水处理能获得较高的产量,中度亏水处理能提高水分利用效率。

    • 亏缺灌溉对成龄库尔勒香梨产量与根系生长的影响

      2012, 43(9):78-84. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.016

      摘要 (4098) HTML (0) PDF 836.30 K (2128) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了亏缺灌溉对成龄库尔勒香梨树营养生长、果实生长与吸收根系分布的影响。香梨的生育中期,设计了4种土壤水分亏缺(灌前土壤水势下限):轻度胁迫(-100kPa)、中度胁迫(-200kPa)、重度胁迫(-300kPa)和对照(-50kPa)。灌溉系统为地表滴灌。试验结果表明,亏缺灌溉显著地减少了夏季剪枝量,提高了果实产量。充分灌溉条件下,香梨树根长密度从树行由内向外呈递减趋势,滴灌促进了湿润体内的吸收根系的发育;距树行0.5m,根长密度随着深度的增加而减少;距树行1m至1.5m,根长密度随着深度的增加而增加;距树行2m的非灌溉区,根长密度在垂直方向上变化不显著。为适应滴灌湿润体内水分胁迫,香梨树在湿润体内及非灌溉区的吸收根系的分布均发生了显著的调整。适度水分胁迫下的根长密度增加对香梨产量有促进作用。

    • 南方红壤区农田道路强降雨侵蚀过程试验

      2012, 43(9):85-90,98. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.017

      摘要 (3680) HTML (0) PDF 865.54 K (1646) 评论 (0) 收藏

      摘要:以南方红壤区江西水土保持生态科技园为研究区,通过野外调查选择4种典型农田道路(即裸露土路、碎石道路、泥结石路和植草土路)设置12个原位试验小区,采用人工模拟降雨试验研究了3.0mm/min强降雨条件下农田道路侵蚀过程及特征。结果表明:被高度压实的农田道路产流时间短(小于2min),并在2~6min内径流趋于平稳,径流系数高达65%以上;农田道路产流初期侵蚀率较大,随后下降并在一段时间内趋于稳定。降雨后期,裸露土路路面出现细沟和微型切沟导致侵蚀率有所增大;与裸露土路相比,碎石道路、泥结石路和植草土路均可以改变路面径流的水力学特征,实现土质道路防护和减少侵蚀产沙的作用,减沙效益最低也可达40%左右,并以植草土路的水土保持效果最佳。

    • 不同养分投入的各品种小麦产量及养分效率差异研究

      2012, 43(9):91-98. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.018

      摘要 (4104) HTML (0) PDF 833.78 K (1788) 评论 (0) 收藏

      摘要:选用6个冬小麦品种,通过田间试验研究了不同养分投入水平的小麦产量及养分效率的差异。结果表明,随养分投入水平的提高,小麦产量和生物量均明显增加,高产品种对养分投入的敏感程度明显高于低产品种。从产量构成分析,低养分投入时,小麦每公顷穗数及穗粒数对产量起决定作用;高养分投入时,产量取决于每公顷穗数。从两年不同养分投入水平的平均值来看,低养分投入时,高产品种氮肥回收率、农学效率和偏生产力比低产品种高6.3%~61.6%、52.1%~122%、9.8%~25%;磷肥回收率、农学效率和偏生产力较低产品种高31.2%~33.3%、58.9%~126.3%、7.0%~24.9%。高养分投入时,小麦偏生产力明显下降,且低产品种较高产品种更敏感。

    • 热膜式无线风速廓线仪

      2012, 43(9):99-102,110. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.019

      摘要 (3952) HTML (0) PDF 901.46 K (1952) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前常用的压差式风速廓线仪测量误差大、移动不便等问题,设计了一种热膜式无线风速廓线仪,并在风蚀风洞中进行了标定。该测试系统可实现多点数据采集和无线传输,具有结构简单、性能可靠、便于携带安装、抗污染和测速范围宽等优点。结果表明,经过标定后的热膜式无线风速廓线仪标定误差在0.3798m/s以内,所测试的风速廓线呈指数分布,符合近地表风速垂直分布规律。

    • >农业生物环境与能源工程
    • 喷淋冷凝温度对生物油理化性质的影响研究

      2012, 43(9):103-110. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.020

      摘要 (3977) HTML (0) PDF 874.86 K (2060) 评论 (0) 收藏

      摘要:在1kg/h的流化床热解反应器上进行松木和玉米芯的热解试验,采用喷淋冷凝的方式获得不同性质的生物油,重点考察冷凝温度对生物油理化性质的影响。试验结果表明当冷凝温度从25℃提高到75℃,松木和玉米芯热解产生的生物油收集率分别降低了23.1%和20.8%,含水率分别降低了11%和18%,而粘度分别提高了181cSt和10cSt,热值分别提高了6.23MJ/kg和5.04MJ/kg;气相色谱质谱联用分析(气质联用)表明随着冷凝温度的提高,松木热解产生的生物油中脱水糖含量大幅提高,大部分轻质组分含量降低,而玉米芯热解产生的生物油中脱水糖和酚类物质含量都有所提高,有机酸和醛酮类化合物含量降低;核磁共振碳谱分析发现提高冷凝温度后生物油中的烷基碳含量降低,而芳香碳含量提高,芳香度增大。

    • 丙酸预处理小麦秸秆的纤维素水解动力学

      2012, 43(9):111-115. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.021

      摘要 (4019) HTML (0) PDF 833.81 K (1810) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用丙酸法预处理小麦秸秆,测定了不同温度下反应产物中葡萄糖质量浓度,并根据Saeman模型,计算得到了纤维素水解和葡萄糖降解的动力学数据,其活化能分别为6.5086×104J/mol 和5.6223×104J/mol。动力学分析表明:纤维素水解反应速度快,但是生成的葡萄糖容易发生降解;该模型的最优化反应条件为80℃和176min,实验得到的葡萄糖质量浓度为8.89g/L,与模型预测结果偏差很小。

    • 植物纤维餐具干法热压成型工艺响应面法优化

      2012, 43(9):116-119,84. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.022

      摘要 (4030) HTML (0) PDF 919.90 K (1914) 评论 (0) 收藏

      摘要:以植物纤维为原料干法热压成型制备餐具过程中,上模温度、加压压力和加压时间与产品外观品质直接相关。在已开发的原料配方和干法热压成型机的基础上,利用响应面分析法,研究了上模温度、加压压力和加压时间对植物纤维餐具干法热压成型产品外观品质影响的规律,确定压制成型工艺的最优条件为:上模温度181℃、加压压力18MPa、加压时间9s。

    • 基于多种UDF方法的变桨距垂直轴风力机性能分析

      2012, 43(9):120-124. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.023

      摘要 (3964) HTML (0) PDF 896.07 K (2244) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高垂直轴风力机的性能,针对变桨距垂直轴风力机,利用叶素理论求得叶片在不同方位桨距角的变化规律,使叶片在各个不同位置升力系数达到最大;通过滑移网格、动网格、滑移网格动网格组合等动区域方法的研究,实现了变桨距垂直轴风力机主动控制数值模拟方法的多元化;最终获得不同叶片各自产生的总力矩和风能利用率。用垂直轴风力机的试验和模拟对比分析,验证了数值模拟结果的可靠性。结果表明,采用变桨控制规律的垂直轴风力机,提高了风力机的风能利用率,尤其是在低尖速比情况下,很大程度上改善了风力机的起动性能,尖速比为1.5、2.0、2.5时,相对定桨距风力机功率都增大90%左右。

    • >农产品加工工程
    • 农产品原产地防伪标识包装系统设计与应用

      2012, 43(9):125-130,172. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.024

      摘要 (4459) HTML (0) PDF 1.01 M (1996) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对农产品原产地阶段包装效率低、标识不规范的现状,设计了一种可以对农产品封箱贴标一体化、动态防伪标识的农产品原产地防伪标识包装系统,实现了RFID身份认证、GPS经纬度信息、标签数据加密算法等三重防伪机制,克服了以前设备只能单一封箱和贴标操作、同一批次标签内容不能随包装属性变化而改变、标识数据不真实易篡改的弊端。实际使用结果表明,本设备提高了农产品包装的生产效率和标识的真实性。

    • 太阳能蔬菜生产配送基地组合系统

      2012, 43(9):131-135. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.025

      摘要 (3886) HTML (0) PDF 829.89 K (1782) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计了可为蔬菜种植、挑选清洗、预冷、冷藏(速冻和冻藏)各个环节的空间场所提供太阳能辅助热源,并以水和CO2为工质的蔬菜生产配送基地组合系统,通过对中国4个典型地区的计算分析,并与完全用电驱动的组合系统比较得出,不同地区由于环境温度和太阳辐照能不同,太阳能组合系统的性能具有明显的差别,广州地区环境温度高,太阳能组合系统全年节约电能和运行费用达69.6%,兰州地区太阳辐射强度大,全年节约60%的电能和运行费用,乌鲁木齐地区全年节约电能和运行费用为49.2%,北京地区尽管环境温度和太阳辐射强度较低,全年也可节约7.8%的电能和运行费用。

    • 高静压和热处理对蘑菇多酚氧化酶的钝化动力学分析

      2012, 43(9):136-142. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.026

      摘要 (4433) HTML (0) PDF 851.80 K (1973) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了高静压处理HHP(100~1600MPa,0.2~25min)和热处理(55~80℃,0.2~20min)对双孢蘑菇多酚氧化酶(polyphenoloxidase, 简称PPO)的钝化效果,并分析了钝化动力学。随着处理压力、温度的升高和处理时间的延长,钝化效果增强。在600MPa以下压力处理后,PPO活性残存率均大于88%,表明600MPa以下处理压力对PPO的钝化效果较差。而800、1000、1200、1400和1600MPa压力下处理25min,PPO活性残存率分别下降到66.42%、52.83%、27.20%、2.20%和0.01%,表明800MPa以上压力能有效钝化蘑菇PPO。应用一级动力学模型拟合热处理对PPO的钝化动力学,各温度条件下拟合的决定系数R2都在0.960以上,表明PPO的热钝化符合一级动力学模型;应用两段式模型对HHP钝化蘑菇PPO的动力学进行拟合,决定系数R2均大于0.982,HHP钝化蘑菇PPO符合两段式钝化动力学。

    • 采后失水处理对葡萄电学特性的影响

      2012, 43(9):143-149. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.027

      摘要 (3509) HTML (0) PDF 865.87 K (1796) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究采后失水处理对葡萄贮藏过程中电学特性的影响,运用LCR电子测量仪测定了冷藏条件下红地球葡萄在0.1kHz、1kHz、10kHz、100kHz和1MHz频率下的部分电学参数。结果表明,在同一贮藏时间,未失水处理和经失水处理的红地球葡萄复阻抗Z、电抗X、电感Lp和电阻Rp随着测试频率的增加逐渐减小,电纳B逐渐增加;损耗角正切值tanδ、相对介电常数ξ′和复阻抗相角θ在0.1~100kHz频率范围内随着频率增加逐渐减小,到1MHz时又有所增加。在0~45d贮藏期内,随着果实的衰老,采后失水处理使葡萄保持了较高的Z、Lp、X和Rp以及较低的ξ′和θ,对保持果实品质更为有效。

    • 基于近红外光谱的食用油酸价和过氧化值自动化检测

      2012, 43(9):150-154,159. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.028

      摘要 (5054) HTML (0) PDF 878.04 K (2903) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现食用油酸价和过氧化值的自动化快速检测,以常见食用油为材料,利用近红外自动分析仪结合连续进样流通池,建立食用油酸价和过氧化值的定量模型并进行模型验证。结果表明:在波数范围为5500~4600cm-1时,光谱预处理选择(6524,4823)两点基线校正和标准正交变换,酸价定量模型验证相关系数和预测标准偏差分别为0.9873和0.114mg/g;在波数范围为6050~4450cm-1时,选择一阶求导和Norris导数平滑,过氧化值定量模型验证相关系数和预测标准偏差分别为0.9958和0.90mmol/kg;模型盲样验证效果良好,模型可行,通过近红外自动分析仪每小时可检测90个样品。

    • 银杏叶总黄酮含量近红外光谱检测的特征谱区筛选

      2012, 43(9):155-159. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.029

      摘要 (4103) HTML (0) PDF 845.14 K (2752) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过区间偏最小二乘法(iPLS)谱区筛选方法、反向区间偏最小二乘法(biPLS)谱区筛选方法和联合区间偏最小二乘法(siPLS)谱区筛选方法优化光谱特征区间,建立黄酮含量分析模型,并与波数范围为4000~8000cm-1的全光谱偏最小二乘(PLS)模型进行比较。结果表明,采用siPLS谱区筛选方法将全光谱均匀划分21个子区间,选择两个子区间(7、12区间)联合时,建立的siPLS谱区筛选模型预测效果最佳,其交互验证均方根误差和预测均方根误差分别为2.9500和3.000,校正集和预测集相关系数分别为0.9384和0.9437。因此采用siPLS谱区筛选方法可以有效选择光谱特征区域,提高建模预测能力,实现银杏叶总黄酮含量的快速检测。

    • 基于DPLS和LS—SVM的梨品种近红外光谱识别

      2012, 43(9):160-164. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.030

      摘要 (4089) HTML (0) PDF 845.30 K (2156) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现不同品种梨的快速光谱鉴别,采用主成分分析法(PCA)对光谱数据进行聚类分析,得到3种不同品种梨的特征差异,主成分分析表明,以所有建模样本主成分PC1和PC2做出的得分图,对不同种类梨具有很好的聚类作用。利用主成分分析得到的载荷图可以得到对于梨品种敏感的特征波段,用特征波段图谱作为输入建立偏最小二乘判别(DPLS)模型和最小二乘支持向量机(LS—SVM)模型。3个品种梨各70个共210个分别建立偏最小二乘判别(DPLS)模型和最小二乘支持向量机(LS—SVM)模型。对未知的24个样本进行预测,LS—SVM模型品种识别准确率达到100%,DPLS模型的校正及验证结果与实际分类变量的相关系数均大于0.980,交叉验证均方根误差(RMSECV)和预测均方根误差(RMSEP)都小于0.100,品种识别率为100%。表明提出的方法具有很好的分类和鉴别作用,提供了梨的品种快速鉴别分析方法。

    • >农业信息化工程
    • 高架草莓采摘机器人设计与试验

      2012, 43(9):165-172. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.031

      摘要 (4785) HTML (0) PDF 1.02 M (4121) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计了一款针对高架栽培模式的草莓采摘机器人。该机器人由履带式行走机构、基于机器视觉的精密运动定位机构和一个可同步剪切夹持草莓果柄的末端执行器等机构组成,采用以ARM9为核心的分层式控制系统。温室内实地试验表明该机器人能够自主识别、定位并无损伤采摘高架栽培模式下的成熟草莓,采摘成功率可达88%,采摘单颗草莓时间为18.54s。

    • 农业并联机器人同步滑模控制

      2012, 43(9):173-178,196. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.032

      摘要 (3733) HTML (0) PDF 980.74 K (1762) 评论 (0) 收藏

      摘要:农业并联机器人的多支链相对末端执行器运动的协调性、耦合性成为并联机器人运动控制的难题,鉴于此,提出一种将同步控制与滑模控制相结合的控制方法。仿真和实验结果表明,该控制方法跟踪性能好,响应速度快,系统误差小,具有较强的鲁棒性,能够满足并联机器人的控制要求。

    • 基于Fisher变换的植物叶片图像识别监督LLE算法

      2012, 43(9):179-183. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.033

      摘要 (4516) HTML (0) PDF 848.81 K (2052) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种基于Fisher投影的监督LLE方法,应用于植物叶片图像识别中。该方法利用Fisher投影距离取代样本的测地距离,并以此为基础计算样本的权值,加入LLE算法的代价函数中。该方法克服了传统LLE算法无监督学习不适应分类问题的缺陷,在抑制噪声点影响的同时可以更好地挖掘样本的类别信息,提高叶片的分类精度。基于实拍植物叶片图像数据库的实验结果证明,该算法的平均识别率达到92.36%。

    • 基于PCA—SVM的棉花出苗期杂草类型识别

      2012, 43(9):184-189,196. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.034

      摘要 (4714) HTML (0) PDF 980.15 K (1930) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现棉田中不同类型杂草的机器视觉识别,提出基于主成分分析和支持向量机的棉花出苗期杂草识别方法。该方法通过提取棉田图像中棉花和杂草的颜色、形状、纹理等特征,并利用主成分分析(PCA) 降低特征变量空间维数,结合支持向量机,实现对棉田杂草类型分类。通过120个棉花杂草测试样本分类试验结果发现,经PCA降维得到的前3个主成分分量能有效减少支持向量机的训练时间和提高分类正确率;通过对比发现前3个主成分分量与径向基核函数支持向量机相结合效果最好,其训练时间为91ms,平均分类正确率达98.33%。

    • 拖拉机轮胎中心位置通用传感器安装支架设计与试验

      2012, 43(9):190-196. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.035

      摘要 (3654) HTML (0) PDF 981.39 K (1985) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据拖拉机动力学测试与控制系统开发的需要,确定了在拖拉机轮胎中心位置安装通用传感器的支架设计技术要求,并进行了结构优化设计。设计的支架总质量1.815kg,轴向尺寸可调节,保证了支架主平面安装时与轮胎旋转平面平行且其旋转中心与轮胎中心对齐。有限元分析表明,在最坏H级路面、车速90km/h、垂直冲击和旋转载荷输入下支架最大变形量小于0.2mm,不会增加传感器因安装造成的测量误差。设计了道路试验系统,通过试验验证了支架工作的可靠性。为中小规模农田机械化作业中对拖拉机进行导航辅助驾驶,和拖拉机运动特性测试中在轮胎中心安装传感器提供了有效手段。

    • 基于近红外光谱技术的叶面药液浓度检测

      2012, 43(9):197-201,208. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.036

      摘要 (4069) HTML (0) PDF 858.49 K (2217) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种应用近红外光谱技术快速检测叶面药液浓度的方法。采用漫反射测量方式获取了叶面药液的近红外光谱。选用标准偏差归一化、三点滑动平均滤波和一阶导数为最优组合预处理。通过7种波段方案的对比,得出最优波段为350~1900nm。采用偏最小二乘法建立了叶面药液质量浓度与光谱反射率的定量分析模型。其预测集相关系数为0.994,预测均方根误差为0.039。结果表明,利用近红外光谱技术检测叶面药液浓度具有实际指导意义。

    • >机械设计制造及其自动化
    • 介电弹性体圆柱形驱动器静态特性分析

      2012, 43(9):202-208. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.037

      摘要 (4103) HTML (0) PDF 938.49 K (2255) 评论 (0) 收藏

      摘要:介电弹性体驱动器的工作条件本质上属于静态操作范围。针对介电弹性体膜材料特性及圆柱形驱动器具体结构对其静态特性的影响,对圆柱形驱动器轴向力的主要影响因素进行了研究。采用超弹性材料Yeoh模型及ABAQUS仿真软件分析了因介电弹性体膜的横向侧边收缩、卷绕后的周向松弛、层间挤压导致的驱动器轴向力变化情况。与实际驱动器的结构尺寸对比表明,驱动器卷绕后的膜层周向松弛对驱动器轴向力影响最大,误差达25.9%,考虑后两项影响因素后计算出的驱动器轴向力与实际误差小于5%;最后对圆柱形驱动器的静态刚度进行了分析,实验结果表明在大位移拉伸时需考虑薄膜滑移因素的影响。

    • 大变形柔性转动副结构设计与柔度分析

      2012, 43(9):209-212. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.038

      摘要 (4116) HTML (0) PDF 977.63 K (2010) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前运用较多的柔性运动副基本上只能产生微细变形,适用于微动领域,缺少能产生宏观尺度变形的柔性运动副。在弹性曲板变形理论的基础上设计出一种新型柔性转动副,可以满足宏观尺寸下的变形要求。通过理论分析建立其柔度矩阵,分析其转动刚度与转动误差,利用Matlab进行了理论计算,并进行了Ansys软件仿真与实体模型试验。结果表明:理论计算与仿真的转动刚度相对误差为5.6%,转动误差相对误差为3.4%,通过试验验证了转动刚度和转动误差相对角度变形的变化规律,说明对该新型大变形柔性转动副的柔度分析正确。

    • 考虑安装误差的摆线齿准双曲面齿轮轮齿接触分析

      2012, 43(9):213-218. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.039

      摘要 (4096) HTML (0) PDF 1.20 M (2460) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于双刀头(two-part cutter head)分体式刀盘,采用面滚式切制方法加工摆线齿准双曲面齿轮,依据其加工展成原理建立了数学模型,并在考虑安装误差的情况下进行了轮齿接触分析(TCA),得出了安装误差对其啮合性能的影响。在满足传动性能要求的情况下,设计了轮坯参数和机床加工参数。以一对摆线齿准双曲面齿轮为例,分析了各个安装误差对其啮合性能的影响。

    • 摆线齿锥齿轮齿面预定位置啮合接触分析算法

      2012, 43(9):219-225. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.040

      摘要 (3905) HTML (0) PDF 931.54 K (2183) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了能够全面掌握齿面接触质量及便于接触区调整,基于摆线齿锥齿轮刀倾全展成加工方法,对齿面任意预定位置啮合接触分析进行了研究。分析了切齿加工运动,根据刀盘、摇台与工件之间的相互位置和运动关系,建立了刀倾法切齿加工数学模型,推导出理论齿面方程。建立了含轴向位置变量的齿面滚检数学模型,推导出啮合接触分析简化算法,给出了接触椭圆求解方法,在此基础上给出了齿面预定位置啮合分析计算流程。最后以一对摆线齿锥齿轮副为例进行了齿面不同预定位置的啮合分析,仿真结果与滚检结果一致,验证了啮合接触分析算法的有效性。

    • 产品模块化设计中接口信息模型研究

      2012, 43(9):226-229. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.041

      摘要 (4034) HTML (0) PDF 995.88 K (1877) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立了一种面向模块匹配性判断和模块组合的接口信息模型,包括6个参数:接口的编码、接口所依附的模块、接口的类型、接口的几何形状、接口的关键几何参数和接口的功能流方向。其中接口的类型包括动态接口和静态接口,接口的功能流方向包括功能输入和功能输出。接口的编码和接口所依附的模块用于接口的标识和检索,而其他4个参数用于模块间关系的判断。通过实例验证了该模型的有效性和合理性。

    • 基于声束追踪的变厚度曲面工件超声探头位姿规划

      2012, 43(9):230-234,225. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2012.09.042

      摘要 (4074) HTML (0) PDF 911.42 K (2071) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统变厚度曲面工件穿透法自动超声检测时各检测点声压变化大、信噪比低等问题,将多元高斯声束叠加声场建模方法引入曲面工件超声检测系统,建立接收声场数学模型,分析了检测参数对接收声压的影响,仿真与试验表明接收声压对探头姿态十分敏感,常规方法中探头位姿与声束路径间存在的小角度不可忽略,提出了基于声束追踪的探头位姿规划方法。针对双三次B样条曲面工件,先以常规方法确定发射探头位姿,然后从发射探头开始,追踪系统中声束,确定接收探头位姿。实际应用表明,与常规方法相比,基于声束追踪的探头位姿接收到的信号强、信噪比高,检测更精确。

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