“机械·电气工程” 栏目所有文章列表

(按年度、期号倒序)

  • 一年内发表的文章
  • 两年内
  • 三年内
  • 全部

Please wait a minute...
  • 全选
    |
  • 机械·电气工程
    曾明军, 丛锦玲, 闫琴, 陈卓
    石河子大学学报. 2024, 42(1): 15-21. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.21.022
    针对常规青饲料收获机在油菜切碎过程中营养流失严重、易堵塞等问题,设计一种适用于饲用油菜收获的切碎防堵系统,为探究该切碎防堵系统各参数对切碎性能和防堵性能的影响,以堆积处速度最大值、堆积处颗粒数量为防堵性能指标,选取侧刮板倾角、转速为试验因素设计正交旋转中心组合试验,并以切碎长度合格率、切碎均匀性、功耗为切碎性能指标,选取主轴转速和喂入量为试验因素设计响应曲面试验。试验结果表明:各参数对堆积处速度影响由大到小的因素依次为侧刮板角度、主轴转速,对堆积处颗粒数影响由大到小的因素依次为主轴转速、侧刮板角度,以堆积处速度最大、堆积处颗粒数量最小为原则,得到最优防堵性能的参数组合为侧刮板角度为11.9°,主轴转速为559 r/min,此时堆积处颗粒速度为13.6 m/s,堆积颗粒数为13个;各参数对切碎长度合格率和切碎均匀性影响由大到小的因素依次均为主轴转速、喂入量;对功耗影响由大到小的因素依次均为喂入量、主轴转速,以长度合格率和切碎均匀性最大,功耗最小值为原则,得到最优切碎性能的参数组合为主轴转速612 r/min,喂入量2 kg,此时长度合格率、切碎均匀性和功耗分别为87.6%、87.2%、1.0 kJ。上述研究及结果可为饲用油菜切碎机的研制提供参考。
  • 机械·电气工程
    董建华, 葛云, 楚世哲, 郑一江, 曾海峰, 郭道道
    石河子大学学报. 2024, 42(1): 22-29. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.21.023
    针对红花采摘机器人末端执行器采摘时由于红花果球挤拢后分散间距小、互相遮挡而使定位不准确的问题,提出一种在红花植株喂入阶段同时对果球进行疏散分距的方法,设计了一种红花果球喂入分距机构,并对机构的主体结构与结构参数进行设计和机构运动学分析,结果表明:整个运动期间,机构运行速度和加速度无瞬时突变,运动平稳可靠,满足设计要求。搭建了红花果球喂入分距性能试验台,并进行试验,结果表明:采用喂入分距作业可减少红花果球的遮挡,分距合格率为92.33%,果球遮挡率为3.15%,植株和果球损伤的比例分别为0.64%和1.05%,该喂入分距机构有效增加了夹持挤拢操作后的相邻红花果球间距,使红花果球呈平面条带状规整排列,降低采摘难度。研究可为红花机械化采摘提供理论依据。
  • 机械·电气工程
    周伦, 李景彬, 梁俊鹏, 丁惠哲, 丁龙朋, 陈江春, 李道林
    石河子大学学报. 2023, 41(4): 414-421. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.21.011
    为提高机械式落地红枣捡拾机触土部件梳齿入土作业过程离散元模拟的准确性,确定离散元试验中沙土与梳齿的互作仿真接触参数,本文以沙土-沙土间接触参数、沙土-梳齿(钢)间接触参数为试验因素,以沙土休止角和滑动摩擦角为指标,分别建立沙土休止角试验和沙土滑动摩擦角试验,利用Design-Expert软件开展Central Composite Design试验研究,以实际沙土休止角和滑动摩擦角为优化目标,获得最优接触接触参数组合为沙土-沙土恢复系数0.215、静摩擦系数0.611、滚动摩擦系数0.217,沙土-钢之间恢复系数0.375、静摩擦系数0.328、滚动摩擦系数0.125。通过对机械式落地红枣捡拾机开展沙土间田间试验与仿真试验,经验证土垄堆积高度试验误差不超过15%,确定了沙土参数标定的可靠性。本文研究结果可为后续机械式落地红枣捡拾机离散元仿真提供参数参考。
  • 机械·电气工程
    杨煜, 胡蓉, 王虎挺, 张若宇, 段宏伟, 刘磊
    石河子大学学报. 2023, 41(4): 422-428. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.21.012
    针对缠绕式籽棉清理机中残膜难以清理问题,本文设计一种带有滑切特性的切割刀具,利用自制试验台以残膜峰值切割力、切割能耗作为目标值,对刀具的刃角、滑切角、平均切割速度3个影响因素分别设计切割试验,采用响应面优化法对实验数据进行处理,建立目标值与各影响因素之间的回归模型,优化刀具切割残膜时最佳工作参数组合。试验结果表明:刀具的刃角、滑切角与平均切割速度对于峰值切割力影响均为极显著(P<0.01),3个参数各自交互对于峰值切割力的影响均显著(P<0.05);对回归模型优化分析后得到最优参数组合为:刃角24.944°、滑切角26.892°、平均切割速度101.571 mm/s。在最优工作条件下切割相同残膜时峰值切割力预测值为97.813 N,切割能耗预测值为0.005 kW·h。峰值切割力的预测值与实测值平均误差为7.25%,切割能耗预测值与实测值无明显误差可靠。本研究可为后续缠绕辊上累积残膜清理机构的研究提供参考。
  • 机械·电气工程
    李康, 李长河, 刘明政, 王乐意, 曹成茂, 赵华洋, 车稷, 何光赞, 坎杂
    石河子大学学报. 2023, 41(3): 265-273. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.21.008
    鲜核桃破壳是核桃初加工过程中的关键环节,针对鲜核桃破壳过程中存在的定位困难、碎仁率高等技术瓶颈,通过对鲜核桃物理特性与壳体力学分析,设计了多工位定向挤压鲜核桃破壳装置,并对喂料机构和多工位定向破壳机构进行了结构设计。通过单因素实验法确定了破壳装置参数的调节范围,以激振力、拨料杆角度、凸轮轴转速、核桃周径为试验因素进行正交试验。结果 表明:最优水平组合为激振力0.49 kN、拨料杆角度0°、凸轮轴转速10 r/min、核桃平均周径31.5 mm;在最优组合下,破壳装置的一露仁率为94.44%、二露仁率为2.77%、碎仁率为0%、破壳率为97.22%。试验结果证明设计的破壳装置能满足核桃初加工行业的需求,并为鲜食坚果类破壳提供理论借鉴与技术支持。
  • 机械·电气工程
    亓佳敖, 冯静安, 万文康
    石河子大学学报. 2023, 41(3): 274-278. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.21.005
    路面附着系数是车辆行驶稳定性的关键参数之一,精确识别车辆行驶时的路面附着系数是决定车辆安全性能优劣的重要前提。相较通过测量路面物理量的Cause-Based识别方法,基于动力学响应的Effect-Based识别方法受客观环境的影响较小,且经济成本更为节约。本文结合车辆动力学响应与Dugoff轮胎模型公式,基于极大值后验估计(MAP)原理和观测信息对量测噪声的统计特性进行在线估计,并将其嵌入容积卡尔曼(CKF)中构建自适应容积卡尔曼(NACKF)路面附着系数估计器,提高算法的估计精度。CarSim-Simulink仿真试验结果表明,在高附着路面下NACKF算法的估计精度较之传统四维UKF和CKF 分别提高了0.001 7和0.000 55,而在对接路面下估计精度较之传统UKF和CKF分别提高了0.172 3和0.039。
  • 机械·电气工程
    谭礼斌, 袁越锦
    石河子大学学报. 2023, 41(2): 147-153. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2022.21.037
    为了给发动机冷却系统性能评估及优化提供理论指导,本文以某四缸发动机为研究对象,采用CFD方法对其冷却系统进行数值模拟分析及优化,结果表明:油水交换器及散热器流阻的CFD仿真值与实验值误差小于10%,说明搭建的冷却系统性能仿真模型是可靠的;缸体水套排气侧上部区域冷却液流速较低,缸头水套上鼻梁区冷却液流速低于1.5 m/s且分布不均匀。为提升冷却系统散热性能和水套内部流动均匀性,对水泵性能、管路直径及水套结构进行了优化,优化后冷却系统在发动机转速10 000 r/min时流量提升至90 L/min,水套流动均匀性提升,缸体水套排气侧区及缸头水套鼻梁区冷却液流速均满足1.5 m/s的冷却液流速设计要求。
  • 机械·电气工程
    许洪振, 王明明, 陈海锦, 刘姣娣
    石河子大学学报. 2023, 41(2): 154-159. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.21.002
    针对目前甘蔗机械化播种难以满足蔗种蔗芽水平朝向种沟沟壁的种植农艺要求,本文研究蔗芽识别与蔗种位姿调整算法,并设计基于机器视觉的蔗芽识别与蔗种位姿调整系统。基于灰度变换算法对蔗种图像进行增强处理,采用Otsu算法获取蔗芽阈值参数,分割出蔗芽完整轮廓;基于二值图像模式下的几何特征提取蔗芽位置特征参数,利用最小二乘线性拟合法提取蔗种边缘轮廓;根据蔗芽位置与形状特征参数,构建蔗种空间位姿模型。计算蔗芽位姿,由机械手夹持蔗种将其调整到理想位姿。选取80幅蔗种图像作为试验样本,试验结果表明蔗芽位姿识别准确率93.75%,定向成功率94.5%。调整后蔗芽位姿基本贴近水平面,蔗芽水平朝向种沟两侧,满足蔗种自动定向播种农艺要求。本研究可为蔗种机械化定向播种提供解决方案,并为甘蔗种植机的自动定向装置设计提供参考。
  • 机械·电气工程
    丁龙朋, 雷世博, 王寒磊, 徐健康, 李景彬
    石河子大学学报. 2022, 40(4): 466-471. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2022.21.022
    针对枣园枝条粉碎还田作业中存在的粉碎效果不佳、能耗大等问题,本文设计了一种枣园枝条粉碎装置。为探究该装置各结构参数和工作参数对粉碎性能和能耗的影响,本文以粉碎合格率和粉碎功率为试验指标,分别选取搓杆布局、筛网孔型、搓杆类型为试验因素设计正交试验,并以主轴转速、喂料量为试验因素设计响应曲面试验。试验结果表明:各结构参数对粉碎合格率影响由大到小的因素依次为筛网孔型、搓杆布局、搓杆类型,对粉碎功率影响由大到小的因素依次为搓杆布局、筛网孔型、搓杆类型,在保证粉碎合格率的前提下选取最低粉碎功率,得到结构参数最优组合为椭圆形筛孔、圆柱式搓杆、倒梯形搓杆布局;各工作参数对粉碎合格率、粉碎功率影响由大到小的因素依次均为主轴转速、喂料量;以粉碎合格率最大,粉碎功率最小为原则,确定工作参数最优组合为喂料量2.0 kg、主轴转速1 973 r/min,此时粉碎合格率91.23%,粉碎功率4.72 kW。本文研究结果可为后续枣园枝条粉碎还田机的研制提供参考。
  • 机械·电气工程
    周鑫城, 张学军, 史增录, 张朝书, 白圣贺, 黄爽
    石河子大学学报. 2022, 40(4): 472-480. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2022.21.021
    针对现有残膜回收机械尚存膜杂分离困难、含杂率高等问题,本文设计了一种脱膜板式残膜回收机起膜分离输送装置,研究分析了起膜分离输送装置的运动学和动力学特性。运用Box-Behnken试验设计方法,以机具前进速度、一级分离圆盘辊转速、分离圆盘间距为试验因素,设置试验指标为残膜回收率、含杂率,构建三因素三水平的二次回归试验。得到各因素交互作用的响应面模型,对残膜回收率的显著性顺序为:机具前进速度>一级分离圆盘辊转速>分离圆盘间距;对含杂率的显著性顺序为:分离圆盘间距>机具前进速度>一级分离圆盘辊转速。对结果优化求解,确定最佳参数组合后,采用机具前进速度4 km/h,一级分离圆盘辊转速为185 r/min,分离圆盘间距85 mm,进行田间试验验证,残膜回收率为86.93%,含杂率为37.28%。该结果与优化预测值相对误差均小于5%,该装置可解决秋后残膜回收膜杂分离困难、含杂率高等问题,为残膜回收机起膜输送装置结构设计及工作参数优化提供依据与参考。
  • 机械·电气工程
    刘栩廷, 刘姣娣, 王明明, 许洪振, 马静雯
    石河子大学学报. 2022, 40(4): 481-486. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2022.21.015
    针对预切种式甘蔗种植需要人工剔除坏芽蔗种的问题,本文基于SVM的蔗种坏芽检测识别方法,设计蔗芽识别剔除系统,以“桂糖44号”蔗种为实验样本,首先对蔗种图像集以HSV颜色空间的H分量进行阈值分割、中值滤波及形态学处理,分割蔗种图像,再进行蔗种图像的颜色特征与LBP特征提取,建立单特征模型与融合特征模型,最后对样本进行特征训练,获得最佳分割超平面,确定SVM分类的决策函数,构建SVM分类模型。模型测试实验结果表明,基于LBP与颜色特征融合的SVM模型识别准确率达94.33%,平均耗时0.714s,均优于卷积神经网络识别模型。本研究结果可为预切种式甘蔗种植机智能识别并剔除坏种提供研究基础。
  • 机械·电气工程
    杨硕, 王秀, 谷趁趁
    石河子大学学报. 2022, 40(2): 133-140. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2022.21.016
    针对我国玉米播种机监控系统标准通信缺失造成扩展性能低的问题,本文利用CAN总线通信技术,集成研发了电驱排种质量评价系统,设计了电驱排种质量在线评价软件,基于GB/T 6973—2005标准设计了排种质量评价程序,制定了适用于电驱排种质量在线评价的玉米播种机标准总线通信协议,系统实现了电驱排种控制及排种质量和电驱排种状态的在线监测。以电驱勺轮式排种器为试验对象,进行了系统播量计数精度试验和排种质量评价性能试验,结果表明:在车速范围为3~8 km/h,以1 km/h递增时,播量计数监测总体准确率为99.53%,标准差为0.58%;排种合格指数平均为98.19%,标准差为1.56%,验证了系统电驱排种在线质量评价性能。
  • 机械·电气工程
    黄勇, 张斌, 王磊, 付威, 沈从举, 尹成海
    石河子大学学报. 2022, 40(2): 141-146. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2022.21.017
    针对枣树修剪机械臂在修剪过程中存在抖动现象,导致机器受损、操作过程受影响,以及修剪不精确等问题,本文以链式修剪机械臂为研究对象,采用动力学分析与仿真分析相结合的方法对其运动特性进行模态分析和谐响应分析,获得机械臂前六阶固有频率主要在19.605~98.458 Hz之间,其最大振动区域位于机械臂小臂末端位置处;机械臂在低频下的受迫振动较明显,当固有频率为90 Hz时,小臂末端位置处沿Y方向位移达到最大值4.535 7 mm,易发生共振现象。为了考察机械手运动的稳定性是否满足要求,对样机进行了性能试验,结果表明:机械手在运动过程中存在轻微振动,但运动轨迹整体趋势平滑,没有明显突变现象,修正自由度的判定系数R2adjusted分别为0.98与0.99实际轨迹与预期的运动轨迹高度拟合,满足机械手运动平稳性性能要求。本研究可以为红枣修剪机器人的设计和优化提供了理论依据和技术支撑。
  • 机械·电气工程
    王伟军, 冯静安, 宋宝, 喻俊志
    石河子大学学报. 2021, 39(6): 680-687. doi: 10. 13880 /j.cnki.65-1174 /n.2021. 21. 040
    针对高地隙喷雾机自身惯量大、质心高、药箱液体晃动等特点使其在工作中易发生侧倾失稳问题,本文提出 设置防波板来抑制药液晃动以提高作业车辆的侧倾稳定性方法。首先基于 Fluent 仿真软件,建立了不同数量、布 置形式的防波板多相流模型,并建立谐波叠加法纵向三维随机路面模型; 然后采用 VOF 法对药箱内液体晃动进行 数值模拟,分析药箱防波板数量、布置形式、充液比和三向加速度因素对液体晃动动力学特性的影响。仿真结果表 明: 药箱防波板不同数量和不同布置形式相比于无防波板时,液体晃动对侧向冲击力平均分别降低了 11%、8%,说 明防波板能有效的减缓液体对药箱侧壁的冲击,使液体晃动变得平缓,进而提高了高地隙喷雾机的侧倾稳定性。
  • 机械·电气工程
    张鹏 , 冯静安 , 宋宝 , 喻俊志
    石河子大学学报. 2021, 39(5): 547-552. doi: 10. 13880/j.cnki.65-1174/ n.2021. 21. 031
    针对高地隙自走式喷雾机操纵稳定性控制效果差的问题,本文提出附加横摆力矩控制的操纵稳定性控制策略。 先建立包含“Dugoff”非线性轮胎模型的七自由度整车模型,再建立二自由度车辆参考模型,为耦合变量横摆角速度和 质心侧偏角提供了理论参考值; 然后基于滑模控制理论设计了整车力矩控制器; 最后,在前轮转角特定工况和整车低 速工作状态下,基于 Matlab/ Simulink 平台进行仿真试验分析。仿真结果表明: 本文设计的控制器相比于无控制横摆 角速度平均误差绝对值降低 7. 70%,质心侧偏角降低 0. 54%,有效提高了车辆低速时的操纵稳定性。
  • 机械·电气工程
    王成霄, 丁龙朋, 窦风玲, 坎杂, 李枫楠, 李景彬
    石河子大学学报. 2021, 39(4): 409-414. doi: 10. 13880 /j. cnki. 65-1174 /n. 2021. 21. 028
    针对砂土环境下气力式落地红枣捡拾机扬砂严重、枣土分离困难等问题,本文设计了梳齿式落地红枣捡拾装 置。该装置主要由捡拾条刷辊、梳齿、分离升运链等关键工作部件组成,通过分析梳齿和条刷作用下的红枣受力状 态,对其关键工作部件进行结构设计,并以红枣拾净率为试验指标,以条刷辊转速、前进速度、梳齿入土深度为因素 进行正交试验,结果表明: 当条刷辊转速为 20 r/min、前进速度为 0. 4 m/s、梳齿入土深度为 20 mm 时,捡拾机的拾 净率为 90. 2%,满足设计要求。本文的研究结论为实现红枣的机械化收获提供了技术支撑。
  • 机械·电气工程
    王爱臣, , 高斌洁 , 李林 , 解禄观 , 魏新华
    石河子大学学报. 2021, 39(4): 415-421. doi: 10. 13880 /j. cnki. 65-1174 /n. 2021. 21. 023
    矮化密植棉花生长后期枝叶稠密,施药时药液雾滴难以到达冠层中下部,冠层中下部的药液沉积量很小,导 致病虫害防治和收获前单次喷施脱叶剂后脱叶效果不佳。风送施药技术结合机械分行,可以大幅提高雾滴在冠层 中下部的穿透效果,进而提高矮化密植棉花生长后期的施药效果。本文针对棉花生长后期全冠层均匀喷施脱叶剂 的农艺要求,设计了 2 种用于棉花生长后期冠内风送式喷雾机的分行器和喷洒装置,并通过试验对比了 2 种分行 器及其喷洒装置的实际作业效果,通过分析棉花植株不同位置叶片的雾滴沉积率和变异率发现: 2 种分行器的实际 作业效果差异不显著; 棉花上部冠层雾滴沉积效果最好,平均沉积率最高达 52. 37%,最小变异率为 16. 81%; 棉花 下部冠层雾滴沉积效果最差,最大沉积率为 5. 93%,变异率最大为 192. 61%; 棉花上、中、下冠层施药效果差异显 著。下一步工作将对分行器的结构参数进行进一步优化,同时对风送系统的风送参数作进一步优化
  • 机械·电气工程
    蒋楠, 戴建国 , 薛金利, 张国顺, 何相良
    石河子大学学报. 2021, 39(3): 282-288. doi: 10. 13880/j.cnki.65-1174/ n.2021. 21. 016
    花蕾期是棉花生长管理的重要时期,在此期间对生长参数进行快速无损监测是实现棉田精细化管理的关键。 本文结合无人机遥感平台和深度学习技术,使用卷积神经网络( convolutional neural net-works,CNN) ,通过无人机采 集可见光影像并对影像进行裁剪切分,以切片后的 RGB 图像为输入,分别构建基于 AlexNet、VGGNet、GoogleNet 3 种网络框架的卷积神经网络模型,实现了棉花花蕾期各项生长参数监测。结果表明: AlexNet 模型在株高和地上生 物量方面表现最好,株高的 R2 为 0. 854 52,RMSE 为 3. 127 9 cm,MAPE 为 3. 402%,地上生物量的 R2 为 0. 951 17, RMSE 为 38. 903 53 g /m2 ,MAPE 为 6. 288%; GoogLeNet 模型在叶面积指数监测方面性能最优,其 R2 为 0. 970 61, RMSE 为 0. 086 44,MAPE 为 4. 391%。此外,从不同时期来看,3 种生长参数在花期的监测性能均高于蕾期。本文 研究结果表明使用无人机对大面积棉田在关键生育期进行生长参数监测是可行的,本文的研究结果能够为类似的 研究提供借鉴和参考。
  • 机械·电气工程
    查志华 , 周文静 , 吴杰,
    石河子大学学报. 2021, 39(1): 26-31. doi: 10. 13880/j. cnki. 65-1174/ n. 2021. 21. 005
    葡萄种植过程中大部分工作由人工完成,其劳动强度较大且生产效率低,为实现田间作业的自动化需要准确 识别田间葡萄果穗,本文采用 Faster R-CNN 模型实现田间红提葡萄果穗的识别。首先根据田间环境采用不同设备 采集葡萄果穗图像,包括不同光照强度下不同成熟度的葡萄果穗图像,通过数据扩增的方法将样本数量扩大 4 倍 并制作数据集,再分别采用 Resnet50、Googlenet、VGG16、VGG19、Alexnet 作为 Faster R-CNN 模型的区域候选网络 ( RPN) ,并对比分析 5 种迁移学习模型的识别结果,选择较优的模型进行参数优化。5 种迁移学习模型识别结果表 明: VGG16 迁移学习模型识别效果最佳; 当 VGG16 迁移学习模型训练学习率调整为 0. 000 1,循环次数为 20 次时, 模型识别平均精度达 99. 07%,平均检测时间 26 ms; 本文方法能够实现田间环境下红提葡萄果穗的识别,可为今后 自动化葡萄园管理提供研究基础。
  • 机械·电气工程
    吴颖, , 张智顺 , 温彤
    石河子大学学报. 2021, 39(1): 32-37. doi: 10. 13880 /j. cnki. 65-1174 /n. 2020. 21. 050
    为深入探讨不同板成形工艺对材料腐蚀特性的影响,本文通过有限元仿真、动电位极化曲线和电化学阻抗谱 等方法并结合腐蚀形貌,分析冲压成形和渐进成形对 SUS304 不锈钢板在稀盐酸溶液中的表面电化学腐蚀行为的 影响。结果表明: SUS304 板经塑性成形后,耐均匀腐蚀性明显降低,其单位面积腐蚀失重约为原始坯料的 4 倍; 渐 进成形制件平均减薄率更大,电位负移,且腐蚀电流密度从原始坯料的 70. 28 μA/cm2 增大至 177. 8 μA/cm2 ,腐蚀 反应速度加快,耐蚀性低于冲压制件,但其法兰边的耐蚀性却高于冲压制件; 冲压制件的电荷转移电阻 Rct、阻抗值 | Z|和相位角均增大,CPE1-T 减小,维钝电流密度从原始坯料的 40. 68 μA/cm2 减小到 28. 16 μA/cm2 ,弥散效应减 弱,钝化膜稳定性增加,耐点蚀能力增强,综合性能更优。
  • 机械·电气工程
    谭礼斌, , 袁越锦 , 王萍 , 黄灿
    石河子大学学报. 2021, 39(2): 155-161. doi: 10. 13880/j.cnki.65-1174/ n.2020. 21. 054
    为了给发动机冷却水泵的设计开发及优化提供理论依据,本文以某发动机冷却水泵为研究对象,基于计算流 体动力学的方法,采用 STAR-CCM+流体仿真软件对原始水泵模型的内部流场进行数值分析,模拟获得的水泵性能 流量-扬程及流量-效率曲线与实验测试结果的变化趋势一致,结果表明搭建的水泵性能仿真模型对评估水泵性能 是可靠的。为了提高冷却水泵的工作性能,以水泵流量及效率最大化为优化目标进行优化设计,采用 CATIA 对其 进行三维参数化建模,实现叶轮形状的参数控制及为性能优化提供参数变量。对流量 8 L/min 的计算工况点( 计 算扬程 2. 3 m) 搭建了联合 CATIA 与 STAR-CCM+集成的“数模-仿真”优化分析模型,利用 STAR-CCM+内置参数化 模型自动更新和模型迭代计算功能实现水泵性能优化,获得了叶轮结构优化方案,水泵效率提升 10. 157%,流量提 升 94%,表明该计算工况下水泵性能明显提升。
  • 机械·电气工程
    张惠, 董映龙, 成斌 , 李西洋, 贾育豪, 李兴图
    石河子大学学报. 2020, 38(6): 680-685. doi: 10. 13880/j.cnki.65-1174/ n.2020. 21. 063
    风电装备叶片覆冰严重影响风力发电机组的安全与稳定运行。为准确评估覆冰条件下旋转风电装备叶片覆 冰状态,本文研究以旋转风电装备叶片覆冰监测数据为基础,建立了基于隐马尔科夫算法( HMM) 和支持向量机算 法( SVM) 的旋转风电装备叶片覆冰状态评估模型; 采用时域和频域方法综合分析旋转风电装备叶片覆冰振动信 号,选取频率均方根 RMSi、时域峰值 XPi、速度 V、位移 S 四个特征量为模型的输入,利用 HMM 算法将收集到的振 动信号进行处理,并与风电装备叶片覆冰各状态进行匹配,将各状态观察序列概率优化后通过 SVM 分类器进行覆 冰状态识别分类。实验结果显示: HMM-SVM 模型评估风电装备叶片覆冰状态准确率达 90. 83%,比单独使用 HMM 模型进行叶片覆冰状态评估的准确度更高。
  • 机械·电气工程
    美日阿依·买合买提, 朱梦婷, 牟健, 邵焱焱, 赵宗胜
    石河子大学学报. 2020, 38(6): 686-690. doi: 10. 13880 /j.cnki.65-1174 /n.2020. 22. 045
    目的 为了研究在乏情期补饲适量精料对舍饲哈萨克母羊发情的影响及其生殖激素的变化情况。方法 本研 究以舍饲哈萨克母羊为研究对象,试验采用提高营养因素来诱导绵羊发情的方法,在乏情期( 2 ~ 6 月) 正常饲喂的 基础上额外补饲适量精料,对照组无精料补饲; 同时通过 ELISA 检测所有发情与不发情母羊外周血液中 P4、E2、LH 和 FSH 等生殖激素浓度的差异。结果 哈萨克母羊在乏情期经精料补饲,其发情率显著高于对照组( 44% VS 16%) 。结论 乏情期发情母羊体内 P4 的含量显著低于不发情母羊( P<0. 05) ,发情母羊 E2、LH 和 FSH 的含量显著 高于不发情母羊( P<0. 05) ,且试验组与对照组绵羊血液中 E2 和 P4 呈波动式变化,LH 和 FSH 呈脉冲式变化。
  • 机械·电气工程
    纪萍, 陈玲, 吴静妹
    石河子大学学报. 2020, 38(5): 548-553. doi: 10. 13880 /j.cnki.65-1174 /n.2020. 21. 012
    针对电网中复合扰动信号难以分类识别的问题,本文提出一种基于能量差和支持向量机的分类识别新方法, 利用小波变换和 Pasval 定理对采集的信号进行多分辨率分解,计算含有信号细节部分的信号能量差,获得新的特 征向量,利用支持向量机进行样本训练、识别特征向量和分类识别。在无噪声和含噪声二种情况下对多重扰动进 行验证实验,通过对比分析得知此方法的整体分类准确率高达 98%,充分验证该方法具有可行性、鲁棒性较强和精 度高,为电网质量智能化管理和提高电能质量提供新的理论基础。
  • 机械·电气工程
    刘成康 , 张若宇, , 张梦芸 , 邹昆霖
    石河子大学学报. 2020, 38(4): 409-415. doi: 10. 13880 /j.cnki.65-1174 /n.2020. 21. 058
    昆虫图像采集装置是进行基于昆虫图像识别的虫害测报的基础,目前对昆虫图像采集装置的结构参数优化 研究很少,因此,存在测报结果、识别精度不准确及装置性能不稳定的问题,本文采用序贯试验方法对自制的昆虫 图像采集装置进行了参数分析及优化。首先,进行包含 3 个中心点的三因素二水平完全析因试验,然后采用序贯 方法进行分析,并进行添加试验,最终获得最优结构参数组合,并进行试验验证。结果发现: 曝光时间对图像质量 的影响最显著,其次是曝光时间与光照强度交互作用; 通过响应曲面分析发现,能够采集到高质量图像的最优结构 参数组合为曝光时间取 1. 5 ms、光源光照强度取 2 700 lx,图像分辨率取 1 024×768 pixel。
  • 机械·电气工程
    姜禄 , 张东利 , 王闯龙 , 佟宇
    石河子大学学报. 2020, 38(4): 416-420. doi: 10. 13880 /j.cnki.65-1174 /n.2020. 21. 018
    由于涡流无损检测中检测信号的灵敏度随裂纹深度增加而降低,使得对深裂纹的检测较为困难且定量精度 差。针对这一问题,本文采用神经网络的方法对 ANSYS 涡流仿真得到的数据进行训练,得到裂纹深度与阻抗信号 的关系,进而达到对厚壁裂纹深度进行高精度定量识别的目的,最后通过实验对其验证。结果表明: 本文所提出的 基于神经网络厚壁深裂纹定量检测方法,可有效对 5. 00 ~ 15. 00 mm 深裂纹进行定量检测,定量识别准确率大于 98%,可为深裂纹的定量检测提供参考。
  • 机械·电气工程
    周万怀, , 李浩, , 梁后军, , 徐守东 , 张若宇 , 李玉林
    石河子大学学报. 2020, 38(3): 276-283. doi: 10. 13880 /j.cnki.65-1174 /n.2020. 21. 035
    为了给棉花采后加工的减损、保护棉花纤维内在品质指标和改善棉花加工工艺提供一定的参考依据,本文提 出基于多项棉花纤维品质指标构造棉花综合品质指标( CCVIL) ,并研究该指标在典型加工工艺流程中的变化。结 果表明: 当前典型加工工艺流程中第 4 道工序( 提净式籽棉清理) 、第 6 道工序( 锯齿轧花) 和第 9 道工序( 锯齿式皮 棉清理) 分别导致 CCVIL 降低 0. 0921、0. 1851、0. 285。
  • 机械·电气工程
    齐贝贝 , 丛锦玲, , 曾明军 , 闫琴 , 胡蓉 , 吴孟宸 , 朱彤
    石河子大学学报. 2020, 38(2): 146-154. doi: 10. 13880 /j.cnki.65-1174 /n.2020. 21. 027
    针对花生在排种过程中种子机械损伤指数高的问题,本文以新疆地区常用品种四粒红为研究对象,依据二次 正交旋转中心组合试验方案,对经过不同浸泡条件处理的花生种子进行含水率、破损和发芽的试验。结果表明: 浸 泡温度与浸泡时间对含水率的影响极显著,随着二者的增加含水率均呈线性增长; 浸泡温度、浸泡时间、加载速率 整体上对三位( 平躺位、侧卧位、胚根位) 抗破损力的影响显著,三位抗破损力随着浸泡温度的增长呈整体增加,随 着浸泡时间的增长呈现先增加后减小,随着加载速率的增长呈整体降低; 胚根位破损对种子发芽率影响最大,故以 胚根位抗破损力最大为优化条件对试验参数进行优化,获得最佳参数组合为浸泡温度 21. 3 ℃、浸泡时间 2. 57 h、含 水率为 13. 87%; 当加载速率为 81. 64 mm/min 时,花生胚根位抗破损力最大为 4. 97 N,平躺位抗破损力为4. 27 N,侧卧 位抗破损力为 4. 40 N; 试验验证结果与优化结果一致,表明本文研究结果可为排种器的设计提供理论依据
  • 机械·电气工程
    王麒淦 , 冯静安 , 宋宝 , 喻俊志 , 王卫兵
    石河子大学学报. 2020, 38(2): 155-159. doi: 10. 13880 /j.cnki.65-1174 /n.2020. 21. 014
    为给高地隙喷雾机轮距和轴距尺寸设计和驾驶员稳定性操作提供依据,本文研究针对高地隙喷雾机作业时 易发生侧倾失稳和行驶平顺性不佳的问题,建立 9 种轮距和轴距尺寸组合方式的 ADAMS 高地隙喷雾机虚拟样机 仿真模型,并基于谐波叠加原理建立适应于高地隙喷雾机田间作业工况的 E 等级随机路面模型。为对高地隙喷雾 机轮距和轴距尺寸组合进行优化选择以提高其作业侧倾稳定性和行驶平顺性,选取高地隙喷雾机三种作业车速、 三种药箱药液装载量,以高地隙喷雾机质心侧向加速度和其驾驶室座椅处垂向加速度为试验指标,对仿真结果进 行分析,得到高地隙喷雾机轮距和轴距尺寸分别为 2 800 mm 和 4 100 mm 时为其最优尺寸组合; 对最优轮距和轴距 尺寸组合的高地隙喷雾机进行分析,得到了其作业失稳条件。
  • 机械·电气工程
    陈可圣, 张立新 , 方圆, 朱海燕, 李继霞
    石河子大学学报. 2020, 38(1): 7-13. doi: 10. 13880 /j.cnki.65-1174 /n.2020. 21. 002
    偏置曲柄零件是芦苇压缩打包装置中压缩机构的关键零部件,曲柄连杆的弯曲变形会降低压缩机构的寿命, 本文针对在 40Cr 偏置曲柄零件淬火过程中采用传统人工测量和判断方法存在效率低、精确性较差等问题,采用 ANSYS Workbench 有限元软件的热分析模块,对该零件淬火过程中瞬时温度场及热应力场进行模拟及实验验证的 分析,结果表明: 本文提出的模拟方法可行,且至淬火结束时零件平均最大残余应力仅为 30. 24 MPa。这对装置中 零件的材料选型以及提高装置的使用寿命具有实际意义。