脱粒分离装置是水稻联合收获机最重要的核心工作部件之一, 直接影响整机性能。作者针对我国水稻脱粒分离装置的设计缺乏相关的基础理论指导和系统的试验数据支撑等问题, 在水稻生物学特性研究的基础上, 首先研究了水稻与脱粒元件碰撞接触过程, 建立了稻谷与脱粒元件碰撞损伤理论, 通过有限元仿真分析, 揭示了水稻脱粒损伤机理, 提出了低损伤脱粒装置的设计方法和稻谷损伤的量化指标, 研制了单滚筒低损伤脱粒分离装置。其次, 根据稻谷成熟度的自然差异, 提出了切纵流双滚筒脱粒装置分级有序低损伤脱粒新方法, 建立了切纵流双滚筒脱粒装置的功耗模型、切流初脱分离模型和纵轴流复脱分离模型, 为产品设计提供依据。最后, 研制出4LL-2.2Z型切纵流联合收获田间试验机, 通过田间性能试验验证了脱粒分离装置的作业性能, 推动了我国收获机械行业的技术进步。

第1章 绪论
1.1 研究的背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 农业生物力学特性研究
1.2.2 谷物脱粒损伤试验研究
1.2.3 谷物损伤量化与检测方法研究

第2章 水稻生物学特性与力学性能参数的获取
2.1 水稻的生物学特性
2.1.1 稻穗形态结构
2.1.2 稻谷形态结构
2.2 稻谷几何形态测量系统与方法
2.2.1 总体结构
2.2.2 系统标定
2.2.3 测量方法
2.3 糙米试样单轴压缩试验
2.3.1 试验设备、材料与方法
2.3.2 理论分析
2.3.3 试验结果与分析
2.4 稻谷容量
2.5 稻谷内摩擦系数
2.6 稻谷滑动摩擦系数
2.7 水稻籽粒的恢复系数
2.8 水稻穗头籽粒连接力

第3章 稻谷碰撞损伤的理论分析与有限元模拟
3.1 稻谷碰撞损伤的理论分析
3.1.1 弹性碰撞阶段
3.1.2 非弹性碰撞阶段
3.2 稻谷碰撞损伤的实例计算
3.3 脱粒元件与稻谷碰撞有限元分析的基础
3.3.1 稻谷与脱粒元件碰撞有限元模拟的理论基础
3.3.2 有限元模拟软件的选取
3.4 稻谷的碰撞模型
3.4.1 稻谷的CAD模型
3.4.2 稻谷的有限元模型
3.5 稻谷与脱粒元件碰撞的有限元模拟
3.5.1 稻谷与钉齿碰撞的有限元模拟
3.5.2 稻谷与短纹杆碰撞的有限元模拟

第4章 稻谷损伤的量化与检测方法
4.1 稻谷损伤的类型
4.2 稻谷损伤的量化方法
4.3 稻谷损伤检测硬件系统
4.3.1 稻谷损伤检测硬件系统的总体结构
4.3.2 光照方式的选择
4.4 稻谷损伤检测软件系统
4.4.1 图像预处理
4.4.2 样条小波自适应阈值多尺度边缘检测
4.4.3 损伤评价指标计算与实例分析

第5章 水稻单滚筒脱粒分离装置的研制与试验
5.1 设计思路
5.2 低损伤单滚筒脱粒装置
5.2.1 低损伤单滚筒脱粒装置的设计
5.2.2 低损伤单滚筒脱粒装置台架试验
5.2.3 低损伤单滚筒脱粒装置水稻脱粒参数优化
5.2.4 低损伤单滚筒脱粒装置田间试验

第6章 水稻切纵流双滚筒脱粒分离装置的设计
6.1 典型脱粒分离装置的结构特点
6.2 切纵流双滚筒脱粒分离装置的设计

第7章 切纵流脱粒装置功耗模型与功耗测试系统设计
7.1 切纵流脱粒装置功耗模型
7.2 切纵流脱粒装置功耗测试系统设计
7.2.1 扭矩测试系统
7.2.2 转速测试系统

第8章 切纵流双滚筒脱粒分离模型与试验
8.1 切流初脱分离模型
8.2 纵轴流复脱分离模型
8.3 脱出物的分布试验与分析
8.3.1 切流滚筒下方物料分布
8.3.2 纵轴流滚筒下方物料分布

第9章 切纵流联合收获机脱粒分离装置性能试验与分析
9.1 整机系统集成
9.2 试验材料与方案
9.3 试验结果与分析
参考文献