油菜茎秆切割试验研究

为了探究油菜茎秆切割时的力学特性参数,研究了茎秆剪切力与茎秆直径与剪切速度的关系,并采用INSTRON电子万能材料试验机对油菜茎秆剪切力学性能进行了试验研究,测定了成熟收获期青杂5号和青杂7号两个品种油菜茎秆在不同高度、不同直径和不同加载速度下剪切力大小。结果表明:青杂5号和青杂7号油菜茎秆在相同加载速度下的剪切力有显著差异;同一品种、不同高度油菜茎秆在相同切割速度下所受剪切力无显著差异;油菜茎秆的直径大小与剪切力大小呈正相关,剪切力随茎秆直径的增大而增大;油菜茎秆所受剪切力整体上随着割刀加载速度的增加而减小。试验结果可为油菜收获提供理论依据和指导。     

葵花茎秆力学特性试验研究

针对葵花茎秆的力学特性进行研究,为葵花茎秆加工机械研发提供试验数据和理论依据。通过电子万能试验机对葵花茎秆的弯曲、剪切、拉伸等力学特性进行试验,在含水率保持在9.3%～13.9%的范围内,研究葵花茎秆在不同加载速度、不同取样位置下的弯曲力、剪切力及拉力的变化规律,以及各因素对弯曲力、剪切力及拉伸应力应力的影响。结果表明:①取样位置不变,弯曲力峰值随着加载速度的增加而增加;加载速度不变,取样位置越接近根部弯曲力峰值越大。②取样位置不变,剪切力峰值随着加载速度的增加而减小:加载速度不变,取样位置越接近根部剪切力峰值越大。③取样位置不变,拉伸应力峰值随着加载速度的增加而减小:加载速度不变,取样位置越接近根部拉伸应力峰值越大。     

甜高粱弯曲力学特性试验研究

以成熟期的甜高粱茎秆为试验对象,以节间、加载速度、标距为试验因素,弯曲强度、弹性模量和最大载荷为试验指标,利用万能试验机对茎秆的2、3、4、5节进行弯曲特性试验研究。结果表明:甜高粱秸秆有节时,最大载荷为358.20N,最大抗弯强度为3.27MPa,最大弹性模量为12.60kPa;无节时最大载荷为167.70N,最大抗弯强度为2.73MPa,最大弹性模量为8kPa;甜高粱茎秆发生弯折会伴有一定的开裂现象,有节试样的开裂程度大于无节试样;节间与最大载荷和抗弯强度呈负相关,与弯曲弹性模不相关;各因素对甜高粱秸秆弯曲特性影响的主次顺序为标距、节间、加载速度。     

基于ANSYS的油菜分段收获适收期茎秆剪切力学特性分析

针对油菜分段收获适收期茎秆因含水率高、抗剪强度大,造成割晒作业过程中切割困难的问题,开展油菜茎秆剪切力学特性研究。采用电子万能试验机配合YYD-1型茎秆强度测定仪对油菜分段收获适收期茎秆剪切力学特性进行试验测定,并运用ANSYS有限元仿真软件对油菜茎秆剪切力学特性进行分析对比。试验结果表明,直径为12-18mm的油菜茎秆最大剪切力范围为234.77-368.31N,剪切模量范围为0.095-0.136GPa;最大剪切力与剪切模量试验测试值和模型仿真值的相对误差范围小于10%,说明采用有限元仿真方法研究油菜茎秆剪切力学特性具有可行性。研究结果为油菜分段收获适收期茎秆有限元仿真分析提供了参数参考。     

成熟期油菜茎秆力学特性试验研究

为了给高效、低耗油菜联合收割机切割装置的设计提供理论依据,以"湘杂油743"成熟期茎秆为试验材料,分别测定其弹性模量E、剪切弹性模量G、剪切力F和含水率.试验结果表明:成熟期油菜茎秆弹性模量E稳定在160MPa,剪切弹性模量G稳定在11kPa;油菜茎秆的弹性模量和剪切弹性模量随茎秆含水率的减小而增大,第1分支处的剪切力随含水率的下降而先上升后下降,最大值为115N.同时,拟合了本品种茎秆直径随沿轴线高度变化的关系方程,并得到第一分支处的平均直径为11.09mm.     

胡麻茎秆生物力学特性试验

为提高胡麻收获及脱粒效率,减少胡麻茎秆缠绕割台和脱粒滚筒,选取陇亚14号胡麻茎秆为试验材料,测定其含水率,并做生物力学特性试验,得出胡麻茎秆不同部位的生物力学特性参数,从而对胡麻机械化收获与脱粒提供参数支持。结果表明:当含水率为9.435%时,陇亚14号胡麻根部茎秆平均直径为2.472mm,抗拉强度最小,最大拉伸力居中,分别为49.8 MPa、148.113N;中部茎秆平均直径为2.144mm,抗拉强度和最大拉伸力均达到最大值,分别为179.6 MPa、166.362N;颈部茎秆平均直径为1.384mm,抗拉强度和最大拉伸力均小于根部和中部;而抗压强度、抗弯强度和剪切强度以及最大压缩力、最大弯曲力和剪切最大载荷由根部、中部、颈部的顺序依次减小;相比较而言,颈部与果穗连接处的各参数均为最小值。由此可见陇亚14号胡麻茎秆机械化收获、脱粒时根部、中部茎秆对脱粒滚筒、割刀及割台提出更高的要求,该试验为提高胡麻收获和脱粒效率,以及胡麻机械化收获、脱粒等机具的研发提供一些参考。     

黄淮海地区大豆茎秆力学特性的多品种对比试验研究

为了更准确地研究大豆收割机脱粒过程中大豆茎秆与大豆籽粒以及脱粒滚筒之间的作用力,利用万能材料试验机对5个品种的大豆茎秆分别做了三点弯曲试验和剪切试验,得到了5个品种的茎秆不同高度处的最大剪切力、最大弯曲力、最大切应力、惯性矩、弹性模量及抗弯刚度等力学参数,掌握了大豆茎秆不同高度承受弯曲力以及剪切力的一般规律。结果表明:随着茎秆高度的增加,除了阜豆15的抗弯刚度是先增大后减小之外,柳豆109、荷豆19、皖豆28、皖豆33的抗弯刚度和最大切应力都呈逐渐减小的趋势,为今后大豆收获机械相关部件的研究提供了理论依据。     

基于灰色关联理论的甘草茎秆力学特性试验研究

为给甘草茎秆饲用化加工机具的设计及参数优化提供理论基础,对不同直径的甘草茎秆弯曲特性、化学组分百分比含量及微观结构特征进行试验研究。通过弯曲试验得出含水率在13%～15%的光果甘草茎秆最大弯曲力为192.68 N,最大抗弯强度为539.62 MPa;随着直径的增大,弯曲力逐渐增大,而抗弯强度逐渐减小,直径对弯曲力、抗弯强度具有显著性影响(P0.05)。采用盐酸水解法测定甘草茎秆半纤维素百分比含量为9.02%～10.71%,采用滴定法测定纤维素、木质素百分比含量分别为23.37%～38.32%、32.85%～40.3%。采用电子显微镜观测甘草茎秆微观结构特征,得出甘草茎秆主要由韧皮部、纤维部、髓部构成。利用灰色关联理论,建立甘草茎秆化学组分百分比含量、微观结构各部位截面积大小与弯曲力的相关性,得出纤维素、半纤维素、木质素百分比含量与韧皮部、纤维部、髓部截面积大小对最大弯曲力的关联系数均大于0.5,表明茎秆化学组分百分比含量与微观结构各部位截面积大小对甘草茎秆最大弯曲力均有影响。本研究可量化各因素对弯曲特性的影响规律,为"机械—茎秆"作用系统及其加工机具研究提供参考价值。     

“绿洲一号”穴盘苗茎秆力学特性试验

探究“绿洲一号”穴盘苗茎秆的力学特性,为研制、优化移栽取苗机构提供理论指导。采用万能物料试验机开展“绿洲一号”穴盘苗茎秆的拉伸、径向压缩、弯曲以及穴盘苗的脱盘试验并完成形态特征测量,结合有限元分析法对茎秆径向压缩进行仿真分析。结果表明：在加载速度相同情况下,0～20 mm段茎秆拉断力以及最大压缩力高于20～40 mm段;在相近试验直径下,加载速度越大,茎秆的抗弯特性表现更好;“绿洲一号”穴盘苗的脱盘力的范围为2.01～10.81 N、平均值为5.16 N,表明夹茎秆取苗方式可以满足取苗要求;开展径向压缩仿真分析,径向压缩时茎秆的上顶圆弧面处的应力与应变均为最大,并且得到仿真值与试验值的偏差范围为3.5%～15.5%。试验表明：0～20 mm段茎秆的力学性能优于20～40 mm段,结果可以为后续“绿洲一号”移栽取苗机构的设计提供理论参考。     

豌豆茎秆力学特性试验

为解决现有豌豆茎秆力学特性参数不足的问题,本试验以甘肃地区成熟期的豌豆茎秆作为研究对象,采用正交试验方法,在CMT2502型微机控制电子万能试验机上进行试验,探究不同因素对其拉伸和剪切力学特性的影响。试验结果表明:豌豆茎秆在承受拉力时无茎节处抗拉强度较大,相当于其有茎节处的1.6倍,并在10mm/min左右的加载速度下达到相对最大值10.964MPa;在承受剪切力时,豌豆茎秆距地表300~900mm中部茎段抗剪切性能更优,其抗剪强度可达到3.26MPa,且其抗剪强度随加载速度的增大而降低,随含水率的增大呈先上升后下降的趋势,在含水率为65%时可达到最大值3.11MPa。该研究为找到豌豆最佳收割时期、方式以及其相关农业机具的设计和优化提供理论依据。     

番茄钵苗茎秆力学特性试验研究

研究番茄钵苗茎秆力学特性及其变化规律可为番茄钵苗移栽机夹茎式自动取苗机构的设计提供重要依据。为此,利用DF-9000型动静态电子万能材料试验机对适栽期番茄钵苗茎秆进行拉伸、弯曲试验,利用TA.XT plus型质构仪对适栽期番茄钵苗茎秆进行了压缩性能试验,获得其在试验条件下的应力-应变曲线,并进行分析。试验结果表明:相同加载速度下,平均抗拉断力大小随夹持茎秆位置的升高而减小;相同取样部位条件下,随着加载速度的增大,所用的弯曲载荷力增大;相同加载速度下,番茄钵苗茎秆最大压缩力随取样高度的增加而减小,茎秆根部最大压缩力值最大;相同取样部位在一定压缩位移条件下,随着加载速度的增大,压缩载荷随之增大。研究结果可为番茄钵苗夹茎式自动取苗机构设计提供重要的理论依据。     

荞麦籽粒的压缩和剪切力学特性研究

荞麦籽粒的压缩和剪切力学特性是荞麦生产机械设计和研发的重要参考数据。为此,研究了含水率、加载速率、加载方向、荞麦品种等对荞麦籽粒的压缩和剪切特性的影响。结果表明:在籽粒含水率为13.5%～19.5%范围内,籽粒含水率、加载方式和荞麦品种对荞麦籽粒力学性能影响显著;随着含水率降低,压缩破碎负载增加,形变量减小,剪切力增加;荞麦籽粒具有明显的各向异性特征,横向加载比立向加载的压缩形变量小、压缩破碎负载大、压缩时间长;剪切力由大到小依次为横切、纵切、立切,剪切时间由短到长依次为纵切、横切、立切。西农9979籽粒抗压抗剪能力最强,其破碎负载、压缩形变量和剪切力也最大;甜荞1211的破碎负载和剪切力次之,压缩形变量最小;甜荞921的破碎负载和剪切力最小,压缩变形量再次之。同时,基于试验结果,对不同加载条件下破碎负载﹑压缩形变量和剪切力与籽粒含水率进行了拟合回归分析。     

成熟期大蒜茎秆力学特性的试验研究

针对大蒜联合收获机设计时缺乏必要的数据支持等问题,对成熟期大蒜茎秆力学特性进行了试验研究。采用农业田间数理统计方法对大蒜的几何特征进行分析,得出了大蒜主要几何特性指标值的变化区间和分布频率;利用万能试验机及拉伸试验对成熟期大蒜茎秆抗拉强度、挤压强度、起拔力等力学特性进行测试,研究了茎秆直茎、含水率、加载速度对大蒜茎秆拉断力的影响;应用Design-Expert软件分析,得出了松土位置参数优化组合。结果表明:直径对大蒜茎秆的拉断力影响最大,其次是含水率,最后是加载速度;大蒜最小起拔力的最优组合为挖掘深度9~18cm和挖掘距离2~10cm,所需起拔力小于53.1N,不会发生漏收现象;大蒜茎秆的挤压强度平均值是0.78MPa,所以在设计皮带夹持过程中挤压强度最大不能超过0.72MPa,为研制大蒜联合收获机关键装备提供了基础理论依据。     

沙棘枝杆力学特性试验研究

为获取沙棘枝杆的力学参数,支撑沙棘收获设备的开发,以新疆大果沙棘枝杆为对象,采用万能试验机对其剪切、弯曲和压缩的力学性能进行了测定,并在此基础上评估了直径和含水率对沙棘枝杆力学性能的影响。力学试验研究表明：沙棘枝杆的抗弯强度随着直径的增大而增大,直径为20mm时最大,为78.14MPa,直径为10mm时最小,为67.14MPa;抗剪强度会随着直径的增大先略微减小再增大,直径为20mm时最大,为45.46MPa,直径为12.5mm时最小,为30.90MPa;抗压强度会随着直径的增大而增大,直径为20mm时最大,为30.76MPa,直径为10mm时最小,为22.79MPa;弯曲试验和压缩试验中极限承载力随着含水率的上升而下降,压缩试验的趋势更为显著;剪切试验的极限承载力开始时随着含水率的上升而上升,在30%时到达最大值,之后随着含水率的上升而下降。研究结果可为沙棘枝杆的收获、破碎和加工设备的设计提供参数依据。     

两种淀粉薯收获期茎秆机械特性的试验研究

为了探明不同品种淀粉薯茎秆的机械特性,以提高马铃薯机械化粉碎还田作业质量,对马铃薯收获阶段不同时期的茎秆进行物理特性分析。以北方地区淀粉薯兴佳2号、延薯4号为试验对象,采用电子万能试验机、电子天平及电热恒温鼓风干燥箱等仪器设备,研究收获期内两种淀粉薯茎秆的离地高度和剪切力的变化,得出最佳打秧离地高度为9cm及破坏马铃薯茎秆的基础数据。同时,对收获3个时期、两个品种的薯秧含水率进行测量,得出越临近收获期茎秆含水率越低的规律,确定淀粉薯杀秧最佳时期;在离地高度为9cm时,分别对3个时期、两个不同品种的淀粉薯茎秆进行直径与剪切力的测量,分别拟合出淀粉薯兴佳2号、延薯4号茎秆剪切力与作物直径间的函数关系式,对比相同作物的函数关系式变化趋势,得出最佳的时间为10月7号。本研究为马铃薯茎秆粉碎机转速、切刀速度及切刀拉力等参数的设计提供了依据,并为适宜的马铃薯茎秆粉碎期选择提供了参考。     

大豆茎秆压缩力学特性的研究

为了研究大豆茎秆力学性能与大豆倒伏现象的相关性及对大豆的优种筛选进行评价,通过对大豆茎秆的轴向压缩试验,测定了3个品种、不同含水率和不同距地高度的最大承载力、最大应力、弹性模量和惯性矩.结果表明:干大豆茎秆的最大承载力、最大应力和弹性模量明显高于湿大豆茎秆;沿茎秆高度方向,最大承载力和惯性矩基本呈线性下降趋势,最大值在距地高度5cm以下;而最大应力基本上不变,弹性模量变化小,最大值在距地8～30cm处,最小值均在大豆茎秆顶端.不同品种间茎秆平均最大承载力、最大应力的差异明显:品种3的茎秆两者最小,品种2的茎秆两者最大.不同品种间的平均弹性模量和惯性矩也有差异:品种3的两者最小,品种1的两者最大.     

芝麻茎秆及蒴果力学特性试验研究

为提高芝麻联合收获机械化水平、减少芝麻收获的损失率,对适收期芝麻茎秆和蒴果开展力学特性试验分析,测定茎秆和蒴果的含水率,探究茎秆的剪切特性及不同节位蒴果与茎秆连接处的拉伸特性。试验结果表明:收获期时茎秆的平均含水率为36.8%,蒴果的平均含水率为14.5%;剪切试验中,茎秆的最大剪切力为567.87N,抗剪强度最大为5.16MPa;拉伸试验中,上部节位蒴果的成熟度比下部节位蒴果的成熟度低,含水率高,抗拉强度较大,芝麻蒴果与茎秆连接处的最大拉伸力为18.5N,连接处的抗拉强度最大为4.79MPa。     

巨菌草收割装置发展现状及趋势

巨菌草收割是菌草产业中劳动强度最大的工作环节之一。在国内，目前对巨菌草切割的相关研究较少，没有有效巨菌草茎秆切割装置。首先，通过对巨菌草的茎秆拉伸、压缩和弯曲等力学特性，以及直径和含水率等影响茎秆的抗拉压强度因素进行综述，对比不同的茎秆切割器研究现状得出:合理匹配圆盘式切割器结构参数与运动参数能够减小重割和漏割，而往复式切割的切割速度对剪切力影响较小，切割间隙和切割刀片组合形式对剪切力影响大。其次，指出虚拟仿真技术这一较新的技术领域，为探究切割装置提供了新的技术方法。最后，提出巨菌草收割目前存在的问题以及切割装置在未来应向智能化和多功能化发展的观点。      

银杏叶粉碎力学特性分析

为分析银杏叶的剪切力学特性,以新鲜银杏叶、自然风干银杏叶、干燥银杏时为材料,测定银杏叶破碎所需要的最小剪切力。试验结果表明:新鲜银杏叶破坏所需剪切力最大;热风干燥后的银杏叶的剪切力较小,为自然风干的25%;以干燥银杏叶作为原料,有利于提高粉碎效果。     

苎麻单茎秆切割试验与分析

对苎麻茎秆进行单茎秆切割试验分析,获得不同切割刀片和切割形式下切割苎麻单茎秆所需的最大切割驱动力和切割功耗。试验结果表明,当用锯齿刃长刀片(120mm)双刀片以剪的形式切割苎麻单茎秆时,其最大切割驱动力和切割功耗最大;当用光刃短刀片(81mm)单刀片以挤压的形式切割苎麻单茎秆时,其最大切割驱动力和切割功耗最小。