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小米椒生物力学特性试验研究 被引量：2
1
作者 张善文 孙永元 +4 位作者 张永吉 戴敏 缪宏 张燕军 高吉成 《农机化研究》 北大核心 2025年第4期151-159,共9页
为了提升小米椒的机械化收获质量和效率,对小米椒的物理及力学特性进行了试验测量。通过测量,小米椒在15天内的含水率为86%~90%,且中部最高、首部次之、尾部最低。通过拉伸试验,确定小米椒断裂时的抗拉强度为0.679 MPa±0.03 MPa。... 为了提升小米椒的机械化收获质量和效率,对小米椒的物理及力学特性进行了试验测量。通过测量,小米椒在15天内的含水率为86%~90%,且中部最高、首部次之、尾部最低。通过拉伸试验,确定小米椒断裂时的抗拉强度为0.679 MPa±0.03 MPa。采用正交旋转组合设计方法,确定了加载速度对抗压强度的影响极显著,小米椒直径对抗压强度的影响显著,加载速度对剪切强度的影响显著。通过轴向压缩和剪切试验,确定了小米椒首部的抗压强度平均值为0.62 MPa,弹性模量平均值为2.72 MPa;中部抗压强度平均值为0.64 MPa,弹性模量平均值为3.17 MPa;尾部抗压强度平均值为0.61 MPa,弹性模量平均值为2.64 MPa,小米椒剪切强度平均值为0.32 MPa。 展开更多
关键词 小米椒 力学特性 物理特性
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玉米秸秆压缩特性试验研究
2
作者 郭思佳 刘新柱 +6 位作者 刘春山 刘向东 邢蕾 栾积毅 韩平 王海祥 李剑英 《农机化研究》 北大核心 2025年第2期153-158,共6页
为了更好地利用玉米秸秆这种生物质材料,同时为设计和优化秸秆收获、打捆、切割等装置结构提供一定的技术参数,对寒地玉米秸秆进行了压缩试验。设计了三因素三水平的正交试验,并结合自制试验装置,利用万能试验机、数显鼓风干燥箱等设备... 为了更好地利用玉米秸秆这种生物质材料,同时为设计和优化秸秆收获、打捆、切割等装置结构提供一定的技术参数,对寒地玉米秸秆进行了压缩试验。设计了三因素三水平的正交试验,并结合自制试验装置,利用万能试验机、数显鼓风干燥箱等设备对玉米秸秆进行了有节段的径向和轴向压缩试验,测得了基于不同部位、不同速度、不同含水率三因素在不同水平组合下的破坏力的大小,获得因素的显著性影响程度及最优水平组合。试验结果表明:玉米秸秆轴向压缩破坏力为0.726~3.271 kN,R值为0.586~1.527,F值为7.093~38.742;玉米秸秆径向压缩破坏力为0.370~2.297 kN,R值为0.382~0.921,F值为9.096~22.183。分析得出:各因素对试验指标影响极显著的是秸秆部位,加载速度和含水率次之;最优水平组合为秸秆部位为上、加载速度为10 mm/min、含水率为最低,且径向压缩所需破坏力小于轴向压缩所需破坏力。 展开更多
关键词 玉米秸秆 压缩 含水率
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不同加载速度下巴厘菠萝果皮穿刺力学特性研究
3
作者 薛忠 潘睿 张秀梅 《农机化研究》 北大核心 2025年第3期169-175,共7页
对菠萝果皮穿刺力学特性进行研究,旨在为果实品质评价提供参考,为菠萝采收、加工设备优化改进提供参考,为减轻菠萝果损伤提供理论依据。以巴厘菠萝果皮为研究对象,根据菠萝生长规律将果皮划分为上、中、下3个部位,基于WSW-50E微机控制... 对菠萝果皮穿刺力学特性进行研究,旨在为果实品质评价提供参考,为菠萝采收、加工设备优化改进提供参考,为减轻菠萝果损伤提供理论依据。以巴厘菠萝果皮为研究对象,根据菠萝生长规律将果皮划分为上、中、下3个部位,基于WSW-50E微机控制电子万能试验机,选取2、5、10、20、50 mm/min等5个加载速度对菠萝不同部位进行穿刺力学特性试验,分析不同加载速度、不同穿刺部位和不同穿刺压头截面对果皮穿刺强度的影响。试验结果表明:果皮中部穿刺强度最低,下部穿刺强度最高;压头截面与不同穿刺部位对果皮穿刺强度均呈现负相关极显著(p<0.01),不同穿刺部位对果皮穿刺强度均呈现正相关极显著(p<0.01),压头截面与穿刺部位对穿刺强度影响极显著(p<0.01)。由此得出结论:果皮穿刺强度与压头截面、穿刺部位呈极显著相关关系,加载速度与穿刺强度呈不相关关系。 展开更多
关键词 菠萝果皮 加载速度 压头截面 穿刺强度
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肉苁蓉种子离散元仿真参数标定 被引量：2
4
作者 白志业 蒙贺伟 +3 位作者 彭慧杰 戚江涛 李亚萍 坎杂 《农机化研究》 北大核心 2025年第2期19-26,53,共9页
为寻求肉苁蓉种子离散元模型的物料特性参数,采用物理和仿真试验相结合的方法,以不同物性参数组合下肉苁蓉种子休止角为响应值,采用Plackett-Burman试验对参数进行筛选,获取显著性参数,即肉苁蓉种间静摩擦因数、肉苁蓉种间动摩擦因数、... 为寻求肉苁蓉种子离散元模型的物料特性参数,采用物理和仿真试验相结合的方法,以不同物性参数组合下肉苁蓉种子休止角为响应值,采用Plackett-Burman试验对参数进行筛选,获取显著性参数,即肉苁蓉种间静摩擦因数、肉苁蓉种间动摩擦因数、肉苁蓉种子-钢板静摩擦因数、肉苁蓉种子-钢板恢复系数。通过Box-Behnken试验建立休止角与显著性参数回归模型并优化,获取接触参数最优值,即肉苁蓉种间静摩擦因数为0.65、肉苁蓉种间动摩擦因数为0.07、肉苁蓉种子-钢板恢复因数为0.54、肉苁蓉种子-钢板静摩擦因数为0.43。通过仿真与物理试验对比验证,得到二者相对误差为2.05%,表明标定参数可为肉苁蓉种子播种机械仿真提供数据依据。 展开更多
关键词 肉苁蓉种子 休止角 离散元 参数标定 播种机械
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基于机器视觉的兰花几何参数测量方法 被引量：3
5
作者 谢忠坚 郭佳欣 +5 位作者 刁胤洲 廖珩宇 李元航 文春明 廖义奎 辜松 《农机化研究》 北大核心 2025年第1期21-25,共5页
为实现兰花几何参数快速测量,以“金凤蝶”兰花为研究对象,搭建图像采集平台并设计了一套兰花花朵几何参数测量算法。采用Canny-Harris算法实现兰花角点检测,采用K-means算法、RGB阈值分割算法实现兰花分割,并采用MER算法及遍历算法实... 为实现兰花几何参数快速测量,以“金凤蝶”兰花为研究对象,搭建图像采集平台并设计了一套兰花花朵几何参数测量算法。采用Canny-Harris算法实现兰花角点检测,采用K-means算法、RGB阈值分割算法实现兰花分割,并采用MER算法及遍历算法实现兰花具体几何参数测量。进行兰花算法识别测量试验,结果表明:单株兰花测量仅需10 s左右,相较人工测量速率提升了近60倍,测量数据可为兰花选育种工作提供判断依据。 展开更多
关键词 兰花 视觉测量 几何参数 Canny-Harris K-MEANS
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菠萝采摘力学特性试验研究 被引量：1
6
作者 陈志轩 李海亮 +2 位作者 王宏轩 孙伟生 汪春 《农机化研究》 北大核心 2025年第9期193-199,共7页
为提高菠萝采收的机械化水平,分析菠萝采摘过程中的受力情况,掌握菠萝与果柄间的断裂机理。选取3个成熟时期的台农16号品种菠萝(甜蜜蜜)为试验对象,利用WSW-50E型微机控制电子万能材料试验机进行4种采摘方式的力学特性试验,以菠萝成熟... 为提高菠萝采收的机械化水平,分析菠萝采摘过程中的受力情况,掌握菠萝与果柄间的断裂机理。选取3个成熟时期的台农16号品种菠萝(甜蜜蜜)为试验对象,利用WSW-50E型微机控制电子万能材料试验机进行4种采摘方式的力学特性试验,以菠萝成熟时期、施力方式和果柄直径为试验影响因素,以果柄间断裂力为试验指标设计全因子试验,运用minitab19数据分析软件对试验结果进行分析。试验结果表明:各试验因素对果柄间断裂力均具有极显著影响(P<0.01),且施力方式对菠萝采摘力学特性的影响远大于成熟时期和果柄直径,随着果柄直径的不断增大,果柄间断裂力逐渐增大;不同施力方式下果柄间断裂力差异较大,拉伸施力方式对果柄间断裂力影响最大,扭转施力方式对果柄间断裂力影响最小;各成熟时期果柄间断裂力差异较大,成熟度越高断裂力越小。该研究为提高菠萝采收效率,以及采收机械研究设计提供了理论基础。 展开更多
关键词 菠萝 力学特性 施力方式 成熟时期 果柄直径 断裂
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基于点云语义分割的猕猴桃冠层叶密度测量方法
7
作者 韩皓名 石复习 席新明 《农机化研究》 北大核心 2025年第2期27-35,共9页
提出了一种基于LiDAR的猕猴桃果园叶密度测量方法,旨在为猕猴桃果园冠层喷药提供更精确的指导。首先,使用激光雷达扫描10个密度不同的猕猴桃冠层建立点云数据集,利用RandLA-Net神经网络模型并通过6折交叉验证的方法对猕猴桃冠层的树叶... 提出了一种基于LiDAR的猕猴桃果园叶密度测量方法,旨在为猕猴桃果园冠层喷药提供更精确的指导。首先,使用激光雷达扫描10个密度不同的猕猴桃冠层建立点云数据集,利用RandLA-Net神经网络模型并通过6折交叉验证的方法对猕猴桃冠层的树叶、树枝和T型架点云进行语义分割;然后,计算仅包含树叶信息的冠层点云表面积,通过与人工落叶后的实测冠层叶属性(叶面积、叶片数)进行回归分析比较,得到冠层叶点云表面积与真实冠层叶属性的关系;最后,将3 m×3 m的猕猴桃冠层区域划分为400个225 cm^(2)的小网格区域,用以生成冠层叶密度图。结果表明:RandLA-Net网络模型能够有效地对猕猴桃冠层的树枝、树叶与T型架点云进行分割,模型平均总体精度OA达到92%以上,平均交并比mIoU为81.4%,冠层实测叶面积与冠层叶点云表面积的回归分析中获得了较高的相关性R=0.78,回归方程为y=1.491x+8315。对于每个猕猴桃冠层点云数据,通过Alpha-shape算法计算网格区域的冠层体积和预测网格真实叶面积的方法生成冠层叶密度图。所开发的基于点云语义分割的猕猴桃冠层叶密度测量方法,各项指标均符合预期要求,可以为果园冠层喷药提供更精准的指导。 展开更多
关键词 猕猴桃园 冠层叶密度 点云语义分割 深度学习 精准喷雾
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典型生姜的力学性能对比试验
8
作者 王文龙 张鹏程 +1 位作者 黄新平 王方艳 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第12期194-199,共6页
通过田间调研发现生姜在收获时易在子姜头和子姜根部连接处发生破坏断裂,为探究不同品种生姜力学性能之间的差异,并为提拉式机械化收获装备的研发提供理论依据,对3个生姜典型品种进行力学特性试验,测得子姜头破坏处的抗拉极限强度和子... 通过田间调研发现生姜在收获时易在子姜头和子姜根部连接处发生破坏断裂,为探究不同品种生姜力学性能之间的差异,并为提拉式机械化收获装备的研发提供理论依据,对3个生姜典型品种进行力学特性试验,测得子姜头破坏处的抗拉极限强度和子姜连接破坏处的弯曲破坏极限强度。利用Design—Expert 13软件进行试验设计及分析发现,子姜头破坏处的抗拉强度随着提拉角度的增大呈先减小后略增大的趋势,随着加载速度的增加呈先略增大后逐渐减小的趋势,且呈二次函数关系。为进一步优化最佳加载速度和提拉角度,采用中心组合试验设计对试验因素进行设计和优化,得出加载速度为1362~1486 mm/min,提拉角度为11°~12°。对子姜根部进行弯曲试验,得出子姜在收获过程中,子姜连接破坏处的最大弯曲正应力随着压力的作用位置变大而逐渐减小,随着加载速度的增加也逐渐减小。子姜连接破坏处的弯曲正应力最大时,加载位置为52~58 mm,加载速度为1472~1519 mm/min,且安丘红芽姜在采用提拉式生姜收获机收获时,子姜头和子姜连接处相比于其他两个品种更易被破坏。故在优化和改进生姜收获机时,要考虑不同生姜品种对机具的适用性,综合各品种的力学特性完成机具设计,降低生姜生产成本。 展开更多
关键词 生姜 姜秆 抗拉强度 弯曲正应力 响应面
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柠条生材力学性能试验及数值模拟
9
作者 张鹏峰 裴承慧 +2 位作者 刘志刚 张建强 韩志武 《农机化研究》 北大核心 2025年第7期198-204,共7页
针对柠条平茬机具效率低、功耗大等问题,研究了柠条生材的物理力学特性,为其机械装备的研究提供数据支撑。通过试验,测定了柠条生材顺纹和横纹方向的抗拉强度、抗压强度和抗剪强度,并利用LS-DYNA软件进行等效数值模拟。结果表明:柠条生... 针对柠条平茬机具效率低、功耗大等问题,研究了柠条生材的物理力学特性,为其机械装备的研究提供数据支撑。通过试验,测定了柠条生材顺纹和横纹方向的抗拉强度、抗压强度和抗剪强度,并利用LS-DYNA软件进行等效数值模拟。结果表明:柠条生材在拉伸试验和剪切试验中表现出脆性破坏,顺纹抗拉强度为80.82 MPa,横纹抗拉强度为4.71 MPa,顺纹抗剪强度为16.64 MPa;在压缩试验中表现出延性破坏,顺纹抗压强度为21.50 MPa,横纹抗压强度为25.79 MPa。数值模拟结果与试验结果相符,数值模拟得到的应力-位移曲线基本符合试验所得的曲线,数据相差均在5%以内,柠条生材的5个强度参数均满足木材不同方向之间的强度关系。利用力学试验与数值模拟相结合的方法测定了柠条生材的力学强度参数并分析了破坏形貌,对深入了解柠条生材的力学特性具有重要意义。 展开更多
关键词 柠条生材 力学性能 破坏形貌 数值模拟
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基于圆捆打捆机成型过程的小麦秸秆物理特性试验
10
作者 刘照启 尤泳 +1 位作者 高晓宏 苏佳佳 《农业工程》 2025年第1期107-113,共7页
为明确小麦秸秆相关特性对圆捆机成型过程的影响,依据小麦秸秆进入圆捆机成捆室的运动过程,开展小麦秸秆的碰撞、弯曲、压缩试验,得到小麦秸秆相关力学特性参数,并通过Origin软件对试验数据进行拟合,得到拟合方程。碰撞试验结果表明,小... 为明确小麦秸秆相关特性对圆捆机成型过程的影响,依据小麦秸秆进入圆捆机成捆室的运动过程,开展小麦秸秆的碰撞、弯曲、压缩试验,得到小麦秸秆相关力学特性参数,并通过Origin软件对试验数据进行拟合,得到拟合方程。碰撞试验结果表明,小麦秸秆的弹起高度在一定条件下随着落地速度的增大而增大。弯曲试验结果表明,小麦秸秆载荷峰值在一定条件下随含水率的增大而增大,随加载速度的增大而减小。径向压缩试验结果表明,小麦秸秆载荷峰值在一定条件下随含水率的增大而增大,随加载速度的增大而增大。因此,在圆捆机后续设计与试验中需要考虑这些因素对打捆过程的影响。 展开更多
关键词 小麦秸秆 圆捆打捆机 碰撞试验 弯曲试验 压缩试验 物理特性
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莴笋物理及力学特性试验研究
11
作者 黎梦婷 史志明 +2 位作者 陈贤 曹亮 雷凤芸 《南方农机》 2025年第4期121-126,共6页
【目的】探索莴笋物理特性参数及力学特性,预测莴笋收获机在收获时对莴笋的机械损伤,同时为后续莴笋收获机控制系统的设计奠定基础。【方法】以冬季种植的莴笋茎秆为实验对象,通过统计分析确定了莴笋茎秆不同部位的物理特性参数并建立... 【目的】探索莴笋物理特性参数及力学特性,预测莴笋收获机在收获时对莴笋的机械损伤,同时为后续莴笋收获机控制系统的设计奠定基础。【方法】以冬季种植的莴笋茎秆为实验对象,通过统计分析确定了莴笋茎秆不同部位的物理特性参数并建立了莴笋茎秆的几何模型,选取加载速度、压头直径、取样部位为试验因素,借助Design Expert 11.0软件进行多元回归拟合,采用中心组合试验设计方法探究3个因素对莴笋茎秆不同部位抗压强度的影响以及加载速度、取样部位2个因素对剪切强度的影响,最终得出莴笋弹性模量、抗压强度、剪切强度等力学特性参数,为后续莴笋三维建模仿真提供依据。【结果】1)3个因素对弯曲角度影响的主次顺序为:取样部位>压头直径>加载速度;2)莴笋茎秆的剪切强度随着加载速度的增大而减小,莴笋下部剪切强度>中部剪切强度>上部剪切强度;3)莴笋收获机剪切装置的最小剪切力应为401.33 N、最小剪切强度应为0.213 MPa。【结论】研发莴笋收获机实现机械自动化收获莴笋是未来发展的必然趋势。本研究可为研发莴笋收获机械提供基础数据及理论依据,对加快莴笋收获机械的研发具有重要现实意义。 展开更多
关键词 力学特性 物理特性 抗压强度 剪切强度 莴笋收获机
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薄荷叶片的弯曲特性试验研究
12
作者 赵笑缘 王松 +1 位作者 郜周明 邱白晶 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第9期234-239,共6页
植保作业中叶片弯曲变形难以准确描述,对叶片弯曲变形规律开展研究十分必要。薄荷具有较短的叶柄,因此在研究叶片弯曲特性时可忽略叶柄干扰。以温室内培养的薄荷为研究对象,叶片简化为具有初始弯曲的梁模型,优化长度为30~40 mm叶片的加... 植保作业中叶片弯曲变形难以准确描述,对叶片弯曲变形规律开展研究十分必要。薄荷具有较短的叶柄,因此在研究叶片弯曲特性时可忽略叶柄干扰。以温室内培养的薄荷为研究对象,叶片简化为具有初始弯曲的梁模型,优化长度为30~40 mm叶片的加载方式,提高约10%叶片长度的数据有效范围,通过分析薄荷叶片受力后的变形图像得出沿叶脉方向的柔度分布。提出贡献度概念,表征叶片各部对弯曲变化的影响,说明叶片弯曲变形不是整个叶片广泛参与的行为。展示薄荷叶片的2种弯曲模式,根部集中模式由叶片根部承担大部分变形,中部集中模式由叶片根部和叶片中部共同承担变形。试验表明,根部集中模式的叶片占试验叶片的42.9%,中部集中模式叶片占试验叶片的57.1%,说明即便是同种植物叶片,弯曲行为也不一致。试验证明叶片弯曲行为多样,在建立叶片简化模型时,单一模型存在偏差。 展开更多
关键词 薄荷叶片 叶片弯曲 生物力学 弯曲模式 植物表型
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基于LS-DYNA的柠条茎杆有限元剪切模型构建
13
作者 刘志兴 郁志宏 +2 位作者 苏强 刘文航 马学杰 《内蒙古农业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期61-67,共7页
为了准确建立柠条茎杆的有限元模型,本研究通过试验测定与仿真模拟相结合的方法建立了用于柠条剪切的有限元模型。首先,研究对柠条茎杆的几何形状进行测定,运用弹性材料力学理论建立柠条茎杆力学模型;其次,借助万能试验机对柠条茎杆轴... 为了准确建立柠条茎杆的有限元模型,本研究通过试验测定与仿真模拟相结合的方法建立了用于柠条剪切的有限元模型。首先,研究对柠条茎杆的几何形状进行测定,运用弹性材料力学理论建立柠条茎杆力学模型;其次,借助万能试验机对柠条茎杆轴向和径向进行力学试验,获得力学参数,并通过数据的分析计算获得柠条茎杆力学模型的弹性参数;最后,基于LS?DYNA材料库143_mat_wood材料模型的基本理论和材料参数,确定柠条茎杆的失效模式、软化性质、侵彻损伤等模型参数。在此基础上,应用LS?DYNA软件仿真模拟柠条茎杆剪切过程,仿真与实际试验最大切割力的误差为4.6%,因此标定后的柠条茎杆模型可用于模拟剪切仿真试验。 展开更多
关键词 柠条 有限元法 切割试验 参数标定 失效参数
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苹果花脱落力学分析及疏刷元件的选型
14
作者 卞雨观 刘琪 +3 位作者 许翔虎 褚宏丽 李亚男 杨福增 《农机化研究》 北大核心 2025年第5期116-125,共10页
机械疏花通过疏刷元件的旋转运动,在打击和疏刷的复合作用下,使苹果花从枝干上脱落,从而实现花朵的疏除。为实现精准有效的机械疏花作业,避免产生较多果树损伤,首先对苹果花不同部位进行了脱落力学分析。由抗拉力和剪切力试验可知:在机... 机械疏花通过疏刷元件的旋转运动,在打击和疏刷的复合作用下,使苹果花从枝干上脱落,从而实现花朵的疏除。为实现精准有效的机械疏花作业,避免产生较多果树损伤,首先对苹果花不同部位进行了脱落力学分析。由抗拉力和剪切力试验可知:在机械柔性疏花时,附属在疏刷元件上的击打力应大于1.84 N、小于27.01 N,当最佳打击力在0.72~4.08 N之间时,满足疏除花朵要求,且对树冠损伤最小。疏刷元件的材质也是影响疏花效果的关键因素之一,对4种常见材质的刷条进行了弯曲变形分析和试验验证,结果表明:硬质丁腈橡胶绳进行作业时能有效避免刷条缠绕转轴,且在花朵疏除和果树损伤方面具有较好的综合性能;该材料在转速150~250 r/min内击打力均处于最佳范围。 展开更多
关键词 苹果花 机械疏花 力学试验 疏刷元件
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不同牧草补播模式对川西草地土壤性状及细菌群落特征的影响
15
作者 杨逸 刘哲荣 +5 位作者 秦明森 杨柳 赵巧利 陈婷婷 赵姗姗 白文科 《西华师范大学学报(自然科学版)》 2025年第6期581-589,共9页
为了探究不同牧草补播模式对川西草地土壤及土壤细菌群落结构与功能的影响,在四川省石渠县的高原草场开展了7种牧草的单播及其与燕麦混播的田间实验。通过测定牧草生物量和土壤理化性质,分析了不同播种模式下牧草的生长状况,并基于高通... 为了探究不同牧草补播模式对川西草地土壤及土壤细菌群落结构与功能的影响,在四川省石渠县的高原草场开展了7种牧草的单播及其与燕麦混播的田间实验。通过测定牧草生物量和土壤理化性质,分析了不同播种模式下牧草的生长状况,并基于高通量测序技术研究了人工播种方式对土壤细菌群落的影响,同时综合分析了影响细菌群落组成的关键环境因子。结果显示:(1)在单播条件下,红豆草(Onobrychis viciifolia)的生物量显著高于其他牧草,且NH_(4)^(+)、NO_(3)^(-)和AN含量最高,但土壤pH值最低;在混播条件下,红豆草的生物量仍然最高。(2)Shannon-Wiener多样性指数分析表明,单播条件下,青海中华羊茅(Festuca sinensis)的微生物多样性最高,垂穗披碱草(Elymus nutans)最低;在混播条件下,紫花苜蓿(Medicago sativa)的微生物多样性最高,垂穗披碱草仍为最低。(3)冗余分析表明,土壤理化因子对细菌群落变异的整体解释能力较弱(P>0.05),但在混播条件下,NH_(4)^(+)、NO_(3)^(-)是对细菌群落变化影响较强的关键因子;相比之下,生物量和pH对细菌群落的驱动作用较弱,未表现出显著影响。(4)功能分析表明,红豆草在化能异养、好氧化能异养等功能类群表现最突出。综上所述,不同牧草种植方式在改善土壤健康和优化微生物群落结构方面具有较大潜力,其中混播处理在提升土壤养分和细菌功能多样性方面表现更为突出。 展开更多
关键词 禾草混播 土壤理化性质 土壤微生物 生态修复 功能类群
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基于机器学习的农田土壤抗剪强度参数检测方法研究 被引量：2
16
作者 于艳艳 朱龙图 刘鹤 《农机化研究》 北大核心 2025年第1期7-15,共9页
土壤抗剪强度参数包括粘聚力和内摩擦角,是评价土壤侵蚀敏感性和反映耕层耕作性能的重要指标。为实现农田土壤抗剪切强度参数的快速检测,提出了一种基于机器学习的土壤抗剪切强度参数检测方法。以STM32单片机为核心处理器,采用圆锥杆、... 土壤抗剪强度参数包括粘聚力和内摩擦角,是评价土壤侵蚀敏感性和反映耕层耕作性能的重要指标。为实现农田土壤抗剪切强度参数的快速检测,提出了一种基于机器学习的土壤抗剪切强度参数检测方法。以STM32单片机为核心处理器,采用圆锥杆、滚珠丝杆滑台、三角支架等构建土壤数据采集装置,利用DYMH-103柱式压力传感器和FlexiForce薄膜传感器分别检测圆锥杆贯入土壤的锥尖阻力和锥侧压力,采用CSF11土壤水分传感器获取土壤含水率信息,通过多传感器数据特征向量提取构建建模数据集。数据集相关性分析结果表明:土壤抗剪强度参数与锥尖阻力、锥侧压力和土壤含水率之间具有明显相关性。利用蒙特卡罗交叉验证(Monte Carlo Cross Validation,MCCV)剔除了数据集中的4个异常样本;同时,提出了一种ELM-PLSR组合建模算法,以决定系数R^(2)和RPD为评价指标,对比评估了ELM、PLSR和ELM-PLSR 3种不同机器学习模型,结果表明:ELM-PLSR模型预测性能优于ELM模型和PLSR模型;检测粘聚力时,对应的R^(2)、RPD分别为0.919和3.475;检测内摩擦角时,对应的R 2和RPD分别为0.910和3.304。研究结果可为土壤抗剪强度参数快速测量提供参考。 展开更多
关键词 机器学习 土壤抗剪强度 多传感器 特征向量 预测模型
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复合振动下谷物茎秆分离的离散元模拟研究 被引量：1
17
作者 杨华瑞 马学东 +2 位作者 宋梅雪 王晓川 赵轩瑾 《农机化研究》 北大核心 2025年第3期22-27,共6页
为了探究复合振动下农作物颗粒的运动行为和偏析效果,实现谷物茎秆的机械化分离,使用SolidWorks软件建立几何模型,运用离散元软件(EDEM)进行仿真计算。设置生成谷物质量100 g,茎秆质量2.5 g,施加复合振动(由频率为6 Hz、相位差为0、振幅... 为了探究复合振动下农作物颗粒的运动行为和偏析效果,实现谷物茎秆的机械化分离,使用SolidWorks软件建立几何模型,运用离散元软件(EDEM)进行仿真计算。设置生成谷物质量100 g,茎秆质量2.5 g,施加复合振动(由频率为6 Hz、相位差为0、振幅为20 mm和10 mm的水平和竖直直线振动合成),仿真总时间为10 s,并引入谷物质量分数来量化分层质量。模拟结果表明:容器中的谷物和茎秆在竖直方向上呈现出明显的分层状态,且分层后未出现返混现象。颗粒在复合振动的激励下,分化成抛起和沿容器壁滑动两部分;在整个分层过程中谷物处于主导地位,谷物的平均动能是茎秆的6 892倍,两者动能差异是分层的主要原因;在仿真进行到2.85 s时,谷物和茎秆基本上完成了分离工作,分层后谷物质量分数达99.73%。设置水平和竖直直线振动对比实验,结果表明:复合振动在破坏颗粒力链和提高颗粒流动性方面都有明显优势。 展开更多
关键词 偏析分层 复合振动 离散单元法 颗粒动能 谷物茎秆
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水稻秧苗抗拉力学特性及穴盘拔秧性能的力学试验研究 被引量：46
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作者 宋建农 王苹 +1 位作者 魏文军 王立臣 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期10-13,共4页
该文通过对水稻穴盘秧苗的抗拉力学特性和穴盘拔秧性能的试验研究 ,探讨水稻穴盘秧苗拔秧机理 ,为水稻穴盘秧苗拔秧机构的设计提供理论依据。试验结果表明 :水稻秧苗的抗拉断力随秧苗秧龄、秧苗高度的增加而增大 ,随秧苗夹秧位置的提高... 该文通过对水稻穴盘秧苗的抗拉力学特性和穴盘拔秧性能的试验研究 ,探讨水稻穴盘秧苗拔秧机理 ,为水稻穴盘秧苗拔秧机构的设计提供理论依据。试验结果表明 :水稻秧苗的抗拉断力随秧苗秧龄、秧苗高度的增加而增大 ,随秧苗夹秧位置的提高而下降 ;秧苗所需从育秧穴盘中拔出的拔秧力与秧苗秧龄无明显关系 ,但受秧苗钵体湿度的影响较大 ,随秧苗钵体湿度的增加而减小 ,在相对湿度为 40 %～ 60 %时 ,取得最小值 ;在正常条件下 ,单株或多株秧苗抗拉断力都远远大于从育秧穴盘拔取秧苗所需的拔秧力 。 展开更多
关键词 水稻 栽植 穴盘秧苗 秧苗抗拉力学特性 拔秧 试验研究
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荔枝鲜果挤压力学特性 被引量：49
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作者 陈燕 蔡伟亮 +1 位作者 邹湘军 向和平 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期360-364,共5页
为减小荔枝在收获、储运过程中的机械损伤,给荔枝作业装备设计提供依据,试验测定了荔枝鲜果的几何特征,对其果实进行了不同加载条件的挤压试验,并对其果壳进行了拉伸试验。试验得到妃子笑、桂味2种荔枝鲜果在5种加载速率和2种压缩方向... 为减小荔枝在收获、储运过程中的机械损伤,给荔枝作业装备设计提供依据,试验测定了荔枝鲜果的几何特征,对其果实进行了不同加载条件的挤压试验,并对其果壳进行了拉伸试验。试验得到妃子笑、桂味2种荔枝鲜果在5种加载速率和2种压缩方向下的破裂力分别为76.46～112.90N和38.67～53.83N、破裂相对变形分别为27.93%～32.57%和18.87%～21.27%、弹性模量分别为2.52～4.69×105Pa和4.26～5.93×105Pa。试验表明,荔枝果实的抗挤压能力具有各向异性,其纵向大于横向;妃子笑的各向异性比桂味显著,且抗挤压能力大于桂味;试验范围内加载速率对果实的抗挤压能力影响不显著。荔枝果实可简化为果核呈长椭球体、厚度均匀薄壳球体,利用其简化结构及果壳强度各向异性对其挤压力学特性和裂壳特征的力学原理进行了分析。研究结果可为荔枝收获、加工和运输等提供理论依据。 展开更多
关键词 挤压 力学特性 果壳 品种 荔枝鲜果
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谷子茎秆叶鞘叶片及其结合部位的拉伸力学性能 被引量：18
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作者 李红波 薛晋霞 +5 位作者 王炳轩 张燕青 武新慧 李晓斌 崔清亮 杨作梅 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第18期11-17,共7页
针对谷子机械收获作业过程中存在的秆叶易缠绕问题,该研究以晋谷21、张杂10为对象,分别对谷子不同节间的茎秆、叶鞘、叶片和叶环各部位进行拉伸力学测试,并利用SAS统计软件对测试数据做分析,在此基础上分析了相关力学参数沿茎秆节间的... 针对谷子机械收获作业过程中存在的秆叶易缠绕问题,该研究以晋谷21、张杂10为对象,分别对谷子不同节间的茎秆、叶鞘、叶片和叶环各部位进行拉伸力学测试,并利用SAS统计软件对测试数据做分析,在此基础上分析了相关力学参数沿茎秆节间的变化规律。2个谷子品种的茎秆在上下节间处的弹性模量、抗拉力和抗拉强度均差异显著(P<0.05)。由茎秆表皮拉伸测试测得晋谷21的茎秆弹性模量为4.15~6.64 GPa,抗拉强度为67.65~130.13 MPa,抗拉力为343.97~1598.37 N;张杂10的茎秆弹性模量为4.54~7.98 GPa,抗拉强度为73.22~136.50 MPa,抗拉力为167.66~567.54 N。2个谷子品种在不同节间位置、不同部位(叶鞘、叶片及叶环)的抗拉力和抗拉强度差异均极显著(P<0.01)。晋谷21的中上部节间叶鞘、叶片及叶环平均抗拉强度分别为13.30、10.13和4.18 MPa,平均抗拉力分别为122.16、41.23和25.80 N。张杂10的中上部节间叶鞘、叶片及叶环平均抗拉强度分别为13.30、11.77和4.24 MPa,平均抗拉力分别为104.30、59.48和22.87 N。测试结果表明,谷子茎秆、叶鞘、叶片和叶环部位中抗拉强度最弱位置在鞘叶相连接的叶环位置处。谷子机械收获时可选择在茎秆中部以上、穗部第2节间以下各节间的叶环位置处进行秆叶分离,施力大小20~25 N。研究结果可为谷子收获装置的设计与优化提供参数依据。 展开更多
关键词 作物 收获 试验 谷子 拉伸特性 强度 茎秆 叶鞘 叶片
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