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智能制造背景下机械专业创新创业人才培养模式研究

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农机使用与维修 2024年第7期 177-179页

作者：王洪超万霖王紫玉车刚白海超黑龙江八一农垦大学工程学院黑龙江大庆163319 黑龙江八一农垦大学信息与电气工程学院黑龙江大庆163319

随着智能制造技术产业全面快速发展,国家对培养高质量创新创业人才提出了更为严格和迫切的要求。该文概述了创新创业教育对机械专业人才培养的重要性,重点阐述了目前创新创业教育实施过程中在课程知识体系和师资力量等方面存在的不足,... 详细信息

随着智能制造技术产业全面快速发展,国家对培养高质量创新创业人才提出了更为严格和迫切的要求。该文概述了创新创业教育对机械专业人才培养的重要性,重点阐述了目前创新创业教育实施过程中在课程知识体系和师资力量等方面存在的不足,最后对教育模式、平台及师资队伍建设进行探讨,优化创新创业人才培养模式,为创新创业教育人才培养提供借鉴和参考。

关键词：智能制造创新创业培养模式机械专业

线下线上混合式教学模式在机械原理教学中的应用

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农机使用与维修 2024年第6期 143-146页

作者：韩霞万霖王宏立李庆达李衣菲张吉军白海超兰珊黑龙江八一农垦大学工程学院黑龙江大庆163319

为适应工程教育认证,切实提高机械原理课程的学习效果,机械原理课程教学方法和教学内容等需要进行相应教学改革。课题组以成果导向为指导理念,优化教学内容;以“学习通”、腾讯会议、QQ群为平台,开展线下线上混合式教学模式,以机械原理... 详细信息

为适应工程教育认证,切实提高机械原理课程的学习效果,机械原理课程教学方法和教学内容等需要进行相应教学改革。课题组以成果导向为指导理念,优化教学内容;以“学习通”、腾讯会议、QQ群为平台,开展线下线上混合式教学模式,以机械原理“自由度计算基本公式”专题为例开展教学设计,探索线下线上混合教学模式的应用。结果表明,混合式教学模式能有效增加教学内容,激发学生自主学习的兴趣和能力,达到“童蒙求我”的学习效果。

关键词：机械原理线下线上混合教学模式

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水田喷杆喷雾机喷雾装置优化设计与试验

水田喷杆喷雾机喷雾装置优化设计与试验

作者：白海超东北农业大学

学位级别：硕士

水稻作为中国主要粮食作物之一,兼具“粮—经—饲”三元结构属性,在粮食作物中占据着极其重要的地位。随着中国水稻种植规模化和产业化发展,在保证水稻种植面积相对均衡的前提下,减少农业生产要素大量投入以减轻农业面源污染,推进水稻... 详细信息

水稻作为中国主要粮食作物之一,兼具“粮—经—饲”三元结构属性,在粮食作物中占据着极其重要的地位。随着中国水稻种植规模化和产业化发展,在保证水稻种植面积相对均衡的前提下,减少农业生产要素大量投入以减轻农业面源污染,推进水稻产业的绿色发展已成为水稻生产安全的首要任务。静电喷雾技术可通过不同的充电方式使药液雾滴带上极性电荷,同时与喷雾目标之间产生静电场,然后在静电场力和其他外力的联合作用下做定向运动而吸附在目标的各个部位,高效均匀的完成植保作业。该技术具有提升喷雾对靶命中率、减少农药施用量、提高雾滴覆盖率、对植株叶片不同部位均具有良好附着效果的优点,与我国绿色农业发展的国家战略相匹配,对提升化学农药利用率、提高农作物产量和品质、减轻农业面源污染具有极其重要的意义。喷杆喷雾机是应用最广泛的植保机具,其向大功率、高地隙、宽喷幅方向的发展,可有效提高机具作业效率、降低作业时对作物的损害。传统喷杆喷雾机采用机械式喷杆结构,其折叠展开时通过多个液压油缸完成动作,存在机构同步协调操作性差、制造成本高、机具使用可靠性低等问题,在田间喷雾及道路转移时,外部激励会使喷杆产生振动。尤其是在等于喷杆固有频率的条件下,喷杆与外部激振频率发生耦合,严重影响喷雾质量。针对上述问题,结合水田种植模式和植保农艺要求,综合考虑作业效率、施药均匀性及普遍适用性等因素,本文通过查阅国内外参考文献,将理论分析、计算机虚拟优化设计、有限元仿真分析、模态测试及田间性能试验等多种方法相结合,开展水田喷杆喷雾机喷雾装置优化设计及试验,以期解决水田植保作业过程中存在的实际问题。本研究为水田喷杆喷雾机喷雾装置轻简化设计及喷雾系统合理配置提供参考。研究主要内容如下:(1)水田喷杆喷雾机喷雾装置的设计依据解析法确定喷杆多折叠机构各部分杆长,在此基础上,以钢管厚度为影响因素,质量和1阶固有频率为试验指标,采用虚拟正交试验设计方法建立因素与指标间的数学模型,对不同钢管的壁厚进行优化设计。根据虚拟试验结果,综合考虑对质量及1阶固有频率影响的主次因素及较优水平组合,得到当圆钢管壁厚、矩形钢管壁厚和方钢管壁厚分别为2mm、2mm和2mm时,喷杆多折叠机构质量较小且动态特性较优,其质量为62.85kg,1阶固有频率为14.84 Hz。阐述感应式静电喷头的工作原理,并对喷雾系统进行选型与合理配置。(2)喷杆多折叠机构模态分析与试验以设计的喷杆多折叠机构为研究对象,运用ANSYS Workbench软件建立喷杆的有限元模型,并对其进行自由状态下(即释放所有自由度)的模态分析。为进一步验证有限元模态仿真分析的合理性,采用多输入多输出的方法进行力锤激励模态试验,通过模态试验与仿真分析结果的对比表明,二者较为接近,最大误差为7.14%,各阶阵型也基本一致,验证数值模型的可靠性。(3)喷雾装置性能测试与试验研究对所设计喷雾装置进行性能测试以保证其具有良好的密封性能、调压卸荷性能、喷头防滴性能、喷头喷雾均匀性和沿喷杆方向喷雾均匀性。结果表明,喷雾装置喷头喷雾量均匀性变异系数与沿喷杆喷雾量均匀性变异系数均随系统喷雾压力的增加先减小后增大,且当系统喷雾压力为0.3MPa时,喷雾装置喷头喷雾量均匀性变异系数较小为2.55%,沿喷杆喷雾量均匀性变异系数较小为13.61%,其密封性能、调压卸荷性能、喷头防滴性能测试结果均满足国家标准。(4)水田喷杆喷雾机配置与田间试验为进一步探究水田喷雾装置主要工作参数对其沉积均匀性的影响规律,验证所设计喷雾装置田间应用作业质量及可靠性,以高地隙折腰式水田多功能动力底盘为载体,搭载本文所设计的喷雾装置配置一款应用于水田的喷杆喷雾机,对其开展田间性能试验。选取系统喷雾压力、机具前进速度及喷杆离地高度为试验因素,覆盖率变异系数为评价指标,开展田间作业性能优化试验,建立沉积均匀性指标与试验参数间的数学模型,运用Design-Expert 8.0.6软件对试验结果进行优化验证,得到最佳工作参数组合。试验结果表明,当系统喷雾压力为0.7MPa,机具前进速度为5.56km/h和喷杆离地高度为697.51mm时,喷雾装置覆盖率变异系数最小,即装置雾滴沉积均匀性能最优,其覆盖率变异系数为21.53%。

关键词：水田喷杆喷雾机喷雾装置多折叠机构模态分析

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河北省近十年0岁人口组性别比的初步估算

河北省近十年0岁人口组性别比的初步估算

作者：白海超河北师范大学

学位级别：硕士

基于2009年12月31日24时河北省全员人口数据库时点数据，统计出2009年0-9岁分年龄别分性别人数;利用河北省第五次人口普查公布的0-9岁分年龄别、分性别死亡率回推，得到河北省2000-2009年各自然年度0岁人口组性别比。结果表明，2000年... 详细信息

基于2009年12月31日24时河北省全员人口数据库时点数据，统计出2009年0-9岁分年龄别分性别人数;利用河北省第五次人口普查公布的0-9岁分年龄别、分性别死亡率回推，得到河北省2000-2009年各自然年度0岁人口组性别比。结果表明，2000年河北省0岁人口组性别比为116.84，高于河北省第五次人口普查公布的114.07。假定3孩及以上孩次为五普数据中的出生漏报群体，按照全员人口数据库修正后的五普0岁人口组性别比由114.07提高到了115.59，说明河北省第五次人口普查公布的0岁人口组性别比偏低，政策外出生人口瞒报是导致性别比偏低的主要原因。由于全员人口数据库估算的2004-2009各自然年度0岁人口组性别比起伏较大，且明显低于2000-2003各自然年度0岁人口组性别比，说明：全员人口数据库0-5岁年龄组别人口个案信息存在政策外出生人口瞒报现象，但随着孩子入学，需要登记户口，年满6周岁的瞒报人口才逐步浮出水面，基于全员人口数据库推算出的河北省2000-2003各自然年度0岁人口组性别比相对可信。利用这一方法，估算的河北省分市县0岁人口组性别比存在显著区域差异。制作了2003年河北省0岁人口组性别比专题图，发现邯郸、邢台、沧州等地0岁人口组性别比严重偏高。借助地理信息系统中IDW插值方法，对县级0岁人口组性别比进行插值运算，发现107等值线与河北省山地边界相似，更好的说明了山地与平原性别比的差异。值得注意的是张家口、承德107等值线与其行政边界相似，这可能是由于两市生育政策不同造成的。基于全员人口数据库，推算河北省近十年0岁人口组分孩次性别比，发现一孩性别比始终处于正常水平;二孩性别比偏高，但呈现缓慢下降趋势;多孩性别比畸高，且呈现持续走高态势。实践证明，利用全员人口数据库，可以动态监测分区域、分孩次的0岁人口组性别比，全员人口数据库是辅助监测出生人口性别比的有力支撑平台。

关键词： 0岁人口组性别比全员人口数据库第五次人口普查

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高地隙折腰式水田多功能动力底盘设计与试验

农业工程学报 2017年第16期33卷 32-40页

作者：王金武唐汉沈红光白海超那明君东北农业大学工程学院哈尔滨150030

针对目前水田农用底盘通用性差、转弯半径大、离地间隙低、田间行驶及爬坡越埂稳定性差等问题,结合东北地区水稻种植模式和农艺要求,该文设计了一种高地隙折腰式水田多功能动力底盘,阐述分析了底盘整体结构、传动系统与工作原理。在静... 详细信息

针对目前水田农用底盘通用性差、转弯半径大、离地间隙低、田间行驶及爬坡越埂稳定性差等问题,结合东北地区水稻种植模式和农艺要求,该文设计了一种高地隙折腰式水田多功能动力底盘,阐述分析了底盘整体结构、传动系统与工作原理。在静态弯曲和扭转工况下进行了有限元分析,得到了满载量化状态下车架载荷分布和薄弱部位,有限元分析表明:在满载弯曲工况下,车架所受最大应力发生在平衡装置摇摆轴处为130.70 MPa,最大位移发生在后车架发动机安装梁处为1.56 mm;在满载扭转工况下,车架所受最大应力发生在右后悬架与纵梁连接处为255.44 MPa,最大位移发生在车架左纵梁与后横梁连接处为9.44 mm,为后续开展车架薄弱区域的改进与轻量化设计提供重要依据。在此基础上,对动力底盘的转向性能、行驶性能和越埂性能进行了理论分析,并以行驶速度、最小转弯半径、最大爬坡角和最大越埂高度为试验指标,进行了田间性能试验。试验结果表明:多功能动力底盘田间道路行驶速度范围为1~14 km/h,水田行驶速度范围为1~6 km/h,水田行驶最小转弯半径为3 200 mm,最大爬坡角为56o,最大越埂高度为533 mm,整机工作性能满足田间管理作业要求,提高了水田综合作业的高效性和适用性,实现动力底盘的一机多用。该研究可为水田田间管理作业的有效实施提供综合应用平台和技术支撑。

关键词：农业机械设计试验水田动力底盘高地隙折腰转向

动定指勺夹持式玉米精量排种器优化设计与试验

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农业机械学报 2017年第12期48卷 48-57页

作者：王金武唐汉关睿李鑫白海超田立权东北农业大学工程学院哈尔滨150030

为提高机械式玉米排种器作业质量与适播范围,设计了一种基于限位导引的动定指勺夹持式玉米精量排种器,阐述了排种器总体结构及工作原理,优化了关键部件指勺种盘和限位导引总成结构参数。以排种器工作转速和调控摆臂调节尺寸为试验因素,... 详细信息

为提高机械式玉米排种器作业质量与适播范围,设计了一种基于限位导引的动定指勺夹持式玉米精量排种器,阐述了排种器总体结构及工作原理,优化了关键部件指勺种盘和限位导引总成结构参数。以排种器工作转速和调控摆臂调节尺寸为试验因素,株间合格指数和变异系数为试验指标,进行了单因素试验分析各因素对性能指标的影响规律。试验结果表明,排种器对各等级尺寸玉米种子均具有良好的适应性。为研究排种器最佳工作参数,采用多因素二次正交旋转组合设计试验,建立了性能指标与试验参数间数学模型,运用Design-Expert 6.0.10软件对试验结果进行处理分析,对回归模型进行优化验证。试验结果表明,当工作转速为30.5 r/min,调节尺寸为12.0 mm时,对圆形大粒玉米种子作业性能最优,其合格指数为88.41%,变异系数为12.32%,满足精量播种作业要求。

关键词：玉米精量播种动定指勺限位导引

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水田喷雾机喷雾装置设计与动态分析

农业机械学报 2019年第3期50卷 69-79页

作者：王金武白海超孙小博王金龙唐汉周文琪东北农业大学工程学院哈尔滨150030

针对传统机械式喷杆折叠展开过程复杂、同步协调操作性差、机械振动明显等问题,结合东北地区水田植保农艺特点,设计了一种单油缸多折叠机构喷杆。阐述分析了多折叠机构喷杆的结构及工作原理,依据解析法对其各部分杆长进行确定。通过正... 详细信息

针对传统机械式喷杆折叠展开过程复杂、同步协调操作性差、机械振动明显等问题,结合东北地区水田植保农艺特点,设计了一种单油缸多折叠机构喷杆。阐述分析了多折叠机构喷杆的结构及工作原理,依据解析法对其各部分杆长进行确定。通过正交试验设计和虚拟仿真技术进行多因素正交试验,探究了不同壁厚下各类型钢管对喷杆质量和第1阶固有频率的影响,应用Design-Expert 8. 0. 6软件对试验结果进行分析优化。优化结果表明,当圆钢管壁厚、矩形钢管壁厚和方钢管壁厚分别为2、2、2 mm时,质量最小,为62. 85 kg,此时动态特性较好,其第1阶固有频率为14. 84 Hz,避开了路面激励频率。运用ANSYS-workbench软件建立了喷杆的有限元模型并进行了数值模态分析,求解了喷杆的前4阶非零模态频率和振型,并通过模态试验验证了数值模型优化结果的准确性。田间试验表明,该机具作业性能稳定,药液喷施均匀,覆盖性较好,作业过程中喷杆无明显振动,各项指标满足水田植保农艺要求。

关键词：水田喷雾机多折叠机构模态分析

液肥深施机差动式双向供肥分配装置设计与试验

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农业机械学报 2018年第6期49卷 105-111页

作者：王金武周文琪白海超王金峰黄会男王忠波东北农业大学工程学院哈尔滨150030

针对深施型液态施肥机分配器工作效率低及液肥能量损失大问题,设计了与斜置式扎穴机构相配套的差动式双向供肥分配装置。为了避免差动式双向供肥分配装置与斜置式扎穴机构之间连接的软管发生缠绕,采用双行星轮-内齿圈组合机构的传动原理... 详细信息

针对深施型液态施肥机分配器工作效率低及液肥能量损失大问题,设计了与斜置式扎穴机构相配套的差动式双向供肥分配装置。为了避免差动式双向供肥分配装置与斜置式扎穴机构之间连接的软管发生缠绕,采用双行星轮-内齿圈组合机构的传动原理,并根据斜置式扎穴机构喷肥针肥路接口的运动特性,确定差动式双向供肥分配装置各组件的传动比;为满足喷肥针入出土即刻喷肥特性,进行了差动式双向供肥分配装置空间凸轮的设计,得到相应的结构参数:推程运动角31.8°、回程运动角25.6°、平均圆柱半径100 mm、行程最大值6 mm。对行星轮进行运动学分析,得到行星轮的运动轨迹方程。进行差动式双向供肥分配装置性能试验,记录在一个工作周期内差动式双向供肥分配装置与斜置式扎穴机构每次间隔旋转45°时的输肥软管运动状态,验证软管会否发生缠绕;以液压泵压力为影响因子,分别测得不同水平下每5 s内的施肥量,求得喷肥针与液压泵出口处的流速,并得到差动式双向供肥分配装置液肥能量损失值及节能损失规律,分配装置具有高效率的喷肥性能。

关键词：深施型液态施肥机供肥分配装置运动学分析性能试验

高地隙折腰式水田动力底盘机架动态特性分析与试验

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南方农机 2021年第11期52卷 44-45页

作者：白海超冯召华黑龙江八一农垦大学工程学院黑龙江大庆163319

文章针对高地隙折腰式水田动力底盘正常工作时的振动噪声问题,运用有限元分析软件ANSYS构建了动力底盘机架的有限元模型,并进行了模态参数的求解,最终得到了机架前4阶模态频率和振型,利用模态试验来检验仿真分析所得结果的合理性。通过... 详细信息

文章针对高地隙折腰式水田动力底盘正常工作时的振动噪声问题,运用有限元分析软件ANSYS构建了动力底盘机架的有限元模型,并进行了模态参数的求解,最终得到了机架前4阶模态频率和振型,利用模态试验来检验仿真分析所得结果的合理性。通过对外部激振频率进行分析,得到机架各阶频率均避开外部激励频率范围,为机架的动态特性分析提供参考。

关键词：动力底盘机架振动模态外部激励