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  • 【专利】 一种带有激振器的土石分离式覆土器

    作者:宋学锋 ; 张仕林 ; 戴飞 ; 赵武云 ; 史瑞杰 ; 魏万成 ; 张锋伟 年份:2018
    摘要:本实用新型公开了一种土石分离式覆土器,包括激振器,激振器上方设置有振动筛板,土石分离式覆土器包括覆土组件、传动组件;覆土组件包括侧板,侧板竖直放置且侧板前端与第一升运链轴活动连接,侧板后端与第二升运链轴活动连接,第一升运链轴与第二升运链轴之间连接有升运链,侧板通过固定在侧板侧面的弹簧座与侧板上方的振动筛板弹簧连接,振动筛板一端与固定在激振器上端的连接板固定连接;传动组件包括绞龙轴,绞龙轴传动连接动力装置,位于绞龙轴端头的主动链轮通过第二链条传动连接位于第二升运链轴端头的双排链轮,双排链轮通过第一链条传动连接位于第一升运链轴端头的从动链轮;第一升运链轴上设置有大带轮,大带轮通过皮带连接激振器。
  • 【专利】 一种起垄铺膜机压膜土带堆放机构

    作者:宋学锋 ; 张仕林 ; 戴飞 ; 赵武云 ; 史瑞杰 ; 魏万成 ; 张锋伟 年份:2018
    摘要:本实用新型公开了一种起垄铺膜机压膜土带堆放机构,包括机架,所述机架的底部设有地轮轴,所述地轮轴的两端固定连接有地轮,所述地轮通过轴承与轴承座固定连接在机架上,所述地轮轴的中部轴向固定有凸轮机构,凸轮机构包括凸轮和与凸轮传动配合的从动子,所述从动子右端固定连接有连接杆,所述从动子与所述连接杆的连接处铰接在机架的底部,所述机架的右端焊接有斜向下的上斗土板,所述上斗土板的右端铰接有下斗土板,所述连接杆与所述下斗士板铰接,所述的上斗士板与所述下斗士板上端固定有复位弹簧;本实用新型可在地膜上形成距离均等、高度一致的小土坝,单垄双垄均可适用,该土坝可避免水土流失,使地膜不易被分吹起,并且提高土壤水分。
  • 【论文】 基于离散元法的玉米秸秆揉丝机工作过程研究

    作者:宋学锋 关键词:秸秆揉丝 ; 物料破碎 ; 离散元法 ; 排料 ; MBD-DEM耦合 ; CFD-DEM耦合 机构:甘肃农业大学 ; 甘肃农业大学 年份:2018
    摘要:9FH-40型秸秆揉丝机工作过程可分为秸秆揉丝与排料两个部分。秸秆揉丝和排料在秸秆加工生产中占有重要的地位,由于其作业过程复杂,人们在数值模拟研究中尚不深入。离散元法(Discrete Element Method,DEM)的发展为研究散体物料力学特性提供了理论基础,同时其与多体动力学(Multi-Body Dynamics,MBD)、计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)的成功耦合拓宽了离散元法的应用领域。本文基于DEM、MBD及CFD理论,以玉米秸秆为加工物料,通过数值模拟,分别研究了玉米秸秆揉丝破碎过程、丝状物料排料过程,为9FH-40型秸秆揉丝机做可视化动态研究及设备结构改进提供一定理论参考。本文所做工作主要有:(1)在SolidWorks中绘制了9FH-40型秸秆揉丝机三维模型,并基于DEM建立玉米秸秆双峰分布模型。对宁单19号收获期玉米秸秆(直径25 mm,长度50 mm,含水率87.8%)进行了不同加载速度的压缩、剪切力学特性试验,得到径向压缩最大破裂临界载荷为160 N,最小压缩破裂临界载荷为70 N;轴向压缩最大破裂临界载荷为2 260 N,最小破裂临界载荷为1 240N。剪切试验中,加载速度对最大临界剪切力影响较小;剪切初期,同一种加载速度下剪切力与位移变化成近似线性关系。参考试验结果及相关学者研究,对玉米秸秆BPM(Bonded Particle Model)粘结参数进行了校核,最终选取的粘结参数分别为9.60×10~6 N/m(法向刚度系数)、6.80×10~6 N/m(切向刚度系数)、8.72 MPa(临界法向应力)、7.50 MPa(临界切向应力),此参数的BPM模型能较为真实的反映玉米秸秆破碎物理特性。(2)阐述了多体动力学软件RecurDyn(MBD)与离散元软件EDEM(DEM)耦合原理及实现过程,对4个双峰分布玉米秸秆模型进行了MBD-DEM耦合破碎仿真。秸秆模型内粘结键数量变化可分为急剧减少、稳定减少、不再变化3个阶段。破碎后物料以短型、标准、长型、未完全破碎4种形状存在。从RecurDyn中提取了锤片受力变化过程数据,转速为1 500、2 000、2 500、3 000 r/min时,锤片与玉米秸秆最大碰撞力分别为553.98、627.54、598.96、593.08 N,最大碰撞力不会受转速影响,但平均碰撞作用力会随着转速的提高而增大。(3)借助CFD-DEM耦合理论,采用RNG K-ε湍流模型及Euler-Lagrange耦合算法对揉丝机不同主轴转速下排料装置内物料运动过程、内流道气流速度分布、气流对物料的耦合力分布进行了数值模拟,并对风扇主轴转速3 000 r/min时物料运动过程进行分区域研究。结果表明:在额定转速3 200 r/min内,随着转速的提高,排料数量不断增加,排料性能相应提高。不同区域内物料平均速度形成梯度分布,由大到小依次为物料出口区域(10.00 m/s)、风扇转动区域(6.00 m/s)、物料入口区域(0.87 m/s);物料入口区域耦合力受风扇转速影响很小,基本维持在2.5×10~(-4) N(存在较小波动);风扇转动区域内气流平均速度为30 m/s(峰值50 m/s),湍流强度最高,物料进入该区域后被加速,速度可达10 m/s。风扇径向边缘气流速度可达40 m/s,对物料耦合力作用最强。该区域内气流速度及物料所受耦合力随着转速的提高而不断增加,且波动加剧。湍流强度增加导致场内产生更多的旋涡,同时气流能量损失加剧;物料在出口区域会有少量团聚现象发生,同一转速下该区域的耦合力有较大波动,但受不同转速影响较小。模拟结束时,物料在入口区域内数量最多并发生少量堆积,在出口区域未见回流现象发生。(4)对9FH-40型秸秆揉丝机结构改进提出了建议:揉丝破碎过程中应提高锤片在销轴上的空间覆盖率,优化筛孔大小及位置分布,减少未完全破碎物料从筛孔中遗漏。排料过程中应该重点改变物料入口区域壳体结构以提升耦合力,缩短物料从入口区域进入风扇转动区域的时间,避免物料堆积现象发生。风扇转动区域在提高主轴转速的同时,要抑制场内漩涡数量,降低气流能量损失;物料出口区域则要降低耦合力大小波动幅度,改变壳体形状以更好的引导气流运动,使排料过程更加顺畅。
  • 【期刊】 基于离散元的施肥机肥料块破碎装置参数的优化

    刊名:湖南农业大学学报(自然科学版) 作者:宋学锋 ; 张锋伟 ; 戴飞 ; 赵武云 ; 杨杰 ; 张雪坤 关键词:2BF–02型玉米全膜双垄沟扎穴施肥机 ; 肥料结块破碎装置 ; 离散元 ; 参数优化 ; 数值模拟 ; 2BF–02 type of corn fertilizer machine with pricking hole under whole plastic–film on double ridges 机构:甘肃农业大学工学院 ; 甘肃农业大学工学院 ; 中国农业大学工学院 年份:2017
    摘要:为解决2BF–02型玉米全膜双垄沟扎穴施肥机作业因肥料结块而排肥不顺的问题,设计了一种由箱体和辊轮组成的肥料块破碎装置.在离散元软件EDEM中建立肥料块离散元模型,按照3因素3水平正交试验方案对肥料块破碎装置工作过程进行虚拟试验.结果表明:影响肥料块破碎率的因素由大到小依次为辊轮间距、辊轮转速、辊轮齿数.当辊轮间距为6 mm、辊轮转速为150 r/min、辊轮齿数60个时,肥料块破碎率为98.8%(最高值).对仿真结果进行试验验证,结果肥料块破碎率为94.4%.
  • 【期刊】 远洋渔业船载加工装备与技术研究进展

    刊名:安徽农业科学 作者:宋学锋 ; 陈勇 ; 陈雪忠 ; 刘志东 ; 黄洪亮 ; 曲映红 ; 汪一红 ; 屈泰春 关键词:远洋渔业 ; 船载 ; 加工装备 ; 加工技术 ; 进展 机构:中国水产科学研究院东海水产研究所 ; 中国水产科学研究院东海水产研究所 ; 上海开创远洋渔业有限公司 ; 上海海洋大学食品学院 年份:2017
    摘要:远洋渔船是远洋渔业船载加工和贮运的主要载体。由于远洋渔业渔获物来源集中、容易腐败、捕获后需要尽快加工,而且加工、贮运场所空间有限的特点,远洋渔业船载加工装备与技术已成为影响远洋渔业产业的"瓶颈"之一。通过广泛查阅国内外相关资料,综述了远洋渔业船载加工装备与技术的发展历程及现状,比较了国内外远洋渔业船载加工装备与技术的优势和不足,分析并预测了我国远洋渔业船载加工装备与技术的发展趋势,得出我国远洋渔业船载加工装备与技术将朝着装备标准化、技术先进化和功能综合化的方向发展。通过突破核心部件和关键技术,为发展节能环保、智能高效、综合利用的远洋渔业船载加工装备与技术提供保证,推动我国远洋渔业发展。
  • 【期刊】 供应链可追溯体系对食品安全的影响分析

    刊名:粮食科技与经济 作者:宋学锋 ; 余莘 关键词:食品供应链 ; 可追溯体系 ; 食品安全 机构:南京财经大学管理科学与工程学院 ; 南京财经大学管理科学与工程学院 年份:2018
    摘要:食品供应链可追溯体系的作用在于能够记录食品完整生产过程,并用于追溯食品安全问题的发生源头。通过建立由消费者、销售商以及供应商组成的三级供应链模型,探讨了供应链可追溯性能力参数与各节点企业为食品安全做出的努力程度之间的关系。研究表明,供应链中任一环节的可追溯能力以及相关赔偿金额的提高,不仅能够促进该环节提高食品安全水平,还能提高其他节点企业对食品质量安全的重视程度,从而为大众提供更为安全的食品。
  • 【期刊】 不均匀磨损深度对套管应力的影响研究

    刊名:石油机械 作者:宋学锋 ; 严攀 ; 李军 ; 柳贡慧 ; 任凯 关键词:不均匀磨损 ; 磨损深度 ; 套管应力 ; 抗挤强度 ; 页岩气藏 机构:[1]中国石油大学(北京)石油工程学院 ; [1]中国石油大学(北京)石油工程学院 ; [2]北京工业大学 年份:2018
    摘要:为研究套管内壁不均匀磨损深度对套管抗挤强度和套管应力的影响,建立了磨损套管-水泥环-围岩组合体力学模型,应用有限元分析软件和ISO 10400推荐的套管抗挤强度计算模型对不同 磨损深度下的套管应力和抗挤强度进行计算.计算结果表明:套管最大外挤力和套管抗挤强度与不 均匀磨损深度之间均呈线性关系,随着不均匀磨损深度的增加,套管最大外挤力缓慢增大,而套管 抗挤强度显著降低;随着不均匀磨损深度的增加,最大磨损深度处套管内壁应力显著增加,而未磨 损处套管内壁应力几乎不受影响;随着不均匀磨损深度的增加,最大磨损深度处套管外挤力逐渐减小,而磨损边缘处套管外挤力显著增大;当套管内壁不均匀磨损深度达2.4 mm时,套管抗挤强度降 幅达26%,此时套管存在挤毁风险.研究结果可为页岩气藏开发中磨损套管应力分析提供参考.
  • 【期刊】 基于测井资料的页岩储层可压裂性评价新方法

    刊名:岩性油气藏 作者:宋学锋 ; 翟文宝 ; 李军 ; 周英操 ; 柳贡慧 ; 黄涛 关键词:页岩储层 ; 可压裂性 ; 测井资料 ; 突变理论 ; 层次分析法 机构:中国石油大学(北京)石油工程学院 ; 中国石油大学(北京)石油工程学院 ; 中国石油集团工程技术研究院有限公司钻井工艺研究所 ; 北京工业大学机械工程与应用电子技术学院 年份:2018
    摘要:影响页岩储层可压裂性的因素较多,目前难以建立连续且完整的页岩储层可压裂性评价方法。基于测井资料可以较连续、完整地获取地层信息的特点,在考虑页岩脆性指数、矿物组成、含气性、断裂韧性等因素对可压裂性影响的基础上,利用层次分析法建立长水平井段页岩储层可压裂性评价模型,并通过引入突变理论,形成一种新的页岩储层可压裂性评价方法。分别利用基于突变理论和层次分析法的可压裂性评价方法,对四川盆地威远地区的1口水平井进行可压裂性评价,并将评价结果与微地震监测的该井页岩储层压裂后裂缝的发育情况和依据测井资料进行的储层分类情况进行对比。结果表明,基于突变理论的11级压裂段可压裂性评价结果与依据测井资料的储层分类结果及微地震监测的压裂后有效压裂体积的分布结果均吻合较好。该研究成果可为威远地区压前评价以及提高增产改造效果等提供理论依据。
  • 【期刊】 90°弯管内玉米颗粒气固耦合运动特性分析

    刊名:中国农机化学报 作者:宋学锋 ; 戴飞 ; 张锋伟 ; 沈鹏云 ; 魏万成 关键词:气力输送 ; 气固耦合 ; 弯管 ; 颗粒运动 机构:甘肃农业大学机电工程学院 ; 甘肃农业大学机电工程学院 ; 兰州天极工程科技有限公司 年份:2018
    摘要:为提高玉米颗粒在气力输送过程中的输送效率,分析能量损耗来源,借助计算流体动力学(CFD)与离散元(DEM)耦合法对玉米颗粒在90°弯管内的流动特性进行仿真分析。结果表明:入口段、弯管段及出口段内玉米颗粒速度分别为25m/s、16m/s、12.5m/s;弯管段形成颗粒束,并且使该区域内气流速度降低;管道内能量损失包括玉米颗粒间碰撞及颗粒与壁面碰撞两部分,后者为系统内能量损失的主要来源。仿真结果对气力输送设备管道布置提供一定理论参考。
  • 【期刊】 提土-全膜面覆土装置作业参数优化与试验

    刊名:农业机械学报 作者:宋学锋 ; 戴飞 ; 赵武云 ; 辛尚龙 ; 刘凤军 ; 辛兵帮 关键词:马铃薯 ; 提土-全膜面覆土装置 ; 离散单元法 ; 参数优化 机构:甘肃农业大学机电工程学院 ; 甘肃农业大学机电工程学院 ; 酒泉市铸陇机械制造有限责任公司 年份:2017
    摘要:为进一步研究提土-全膜面覆土装置作业参数对其覆土性能及质量的影响,解析膜顶覆土过程与规律,建立了提土-覆土过程关键参数方程,确定了试验因素及其取值范围。以刮板升运带式提土器线速度、联合机前进速度和水平双向螺旋覆土装置转速为自变量,覆土合格率为响应值,进行二次旋转正交组合试验,构建各因素与覆土合格率之间的数学模型,并结合响应曲面对各因素交互作用进行分析,探知试验因素对覆土合格率影响的主次顺序为水平双向螺旋覆土装置转速、刮板升运带式提土器线速度和联合机前进速度,获得提土-全膜面覆土装置最优作业参数:水平双向螺旋覆土装置转速为432 r/min,刮板升运带式提土器线速度为1.56 m/s,联合机前进速度为0.50 m/s。田间验证试验表明,提土-全膜面覆土装置覆土合格率均值为99.6%,较优化前有显著提升;应用离散单元法进行提土-全膜面覆土装置在最优参数条件下的"提土-输土-覆土"动态作业过程模拟,仿真结果与田间试验验证工况基本一致,表明该装置作业参数的优化计算准确可靠。
  • 【期刊】 全膜双垄沟覆膜土壤离散元接触参数仿真标定

    刊名:农业机械学报 作者:宋学锋 ; 戴飞 ; 赵武云 ; 张锋伟 ; 马海军 ; 马明义 关键词:覆膜土壤 ; 全膜双垄沟 ; 覆土装置 ; 离散元法 ; 参数标定 机构:甘肃农业大学机电工程学院 ; 甘肃农业大学机电工程学院 ; 甘肃洮河拖拉机制造有限公司 年份:2019
    摘要:为进一步提升基于离散元法对全膜双垄沟机械化覆土作业过程研究的准确性,结合EDEM软件进行覆膜土壤摩擦角(土壤休止角及其与钢滑动摩擦角)离散元仿真试验。通过三因素三水平正交组合试验,得出各接触参数对土壤休止角、土壤与钢滑动摩擦角的影响显著性顺序。分别建立了各关键接触参数与土壤休止角、土壤与钢滑动摩擦角的二次多项式回归模型,以自制试验装置测定结果作为优化的目标值,获得全膜双垄沟覆膜土壤离散元最优接触参数组合为:土壤与土壤静摩擦因数0. 68、土壤与土壤滚动摩擦因数0. 27、土壤与土壤恢复系数0. 21、土壤与钢静摩擦因数0. 31、土壤与钢滚动摩擦因数0. 13和土壤与钢恢复系数0. 54。为验证所标定全膜双垄沟覆膜土壤接触参数的可靠性,对模拟仿真与实际试验的土壤休止角、土壤与钢滑动摩擦角进行了对比分析,两者相对误差分别为2. 6%和3. 1%;同时应用离散元法进行全膜双垄沟覆土装置在覆膜土壤颗粒最优标定参数组合设置下的种床覆土过程仿真模拟,通过与实际作业效果对比,仿真结果与田间试验工况基本一致,验证了仿真试验与建立回归模型的有效性。
  • 【期刊】 鲜枣应力松弛特性试验及虚拟样机仿真分析

    刊名:中国农业大学学报 作者:宋学锋 ; 谢军海 ; 张雪坤 ; 张锋伟 ; 张涛 ; 戴飞 关键词:鲜枣 ; 应力松弛 ; 数学模型 ; 虚拟样机仿真 机构:甘肃农业大学工学院 ; 甘肃农业大学工学院 ; 甘肃农业大学农学院 年份:2017
    摘要:为预测鲜枣在特定应变状态下的机械响应,减少其机械损伤和结构缺陷,以甘肃省敦煌市产鸣山大枣整果为研究对象,进行应力松弛试验,并对其应力松弛特性进行仿真分析.通过试验获得横向、纵向及常变形量为2 mm、3 mm时的应力-时间关系曲线和松弛特性数学模型,并应用ADAMS建立鲜枣动力学仿真模型.研究结果表明:鲜枣的应力松弛特性可用三元件Maxwell模型描述,相关系数R2>0.95;鲜枣纵向压缩的松弛应力任意时刻都大于横向压缩,且压缩变形量越大,平衡应力越大;松弛特性参数弹性模量之间和松弛时间之间都具有显著的相关性;鲜枣纵向受压松弛仿真值与试验值最大偏差为9.0%,验证了仿真数值解的正确性.
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