挤压对荔枝机械损伤和力学参数的影响

为探讨荔枝在机械采摘、贮运中的挤压受损状况，以挤压损伤的可能因素(压缩率、挤压材料、挤压方向和挤压速度)为试验因子，通过加卸载正交试验，研究了挤压对荔枝机械损伤和力学参数的影响。结果表明：对荔枝挤压机械损伤影响显著的因素依次为压缩率、挤压方向、挤压材料和挤压速度。压缩率每增加1%，荔枝的机械损伤度平均增加3.03%；挤压材料为橡胶时，荔枝的机械损伤度最小。影响荔枝弹性度最显著的因素是挤压方向，而对荔枝其余力学参数影响最显著的因素是压缩率；荔枝的弹性度横向大于纵向；压缩率增加，弹性度减少，而其余力学参数增加。荔枝挤压机械损伤与力学参数的关系方程决定系数为0.913，与荔枝挤压机械损伤最相关的力学参数是峰值挤压力和弹性度。     

裸燕麦籽粒压缩力学性能试验及破裂生成规律分析

为降低裸燕麦籽粒在机械收获、播种、干燥、运输及加工等过程中的机械损伤,掌握裸燕麦籽粒压缩力学特性及其破裂生成规律,以白燕2号裸燕麦为研究对象,在CTM2050型微机控制电子万能材料试验机上,对其籽粒进行了压缩力学性能试验,测得6个含水率下的裸燕麦籽粒在X轴、Y轴及Z轴三个方位加载下的屈服载荷,并观察籽粒在受压过程中破裂的生成规律。试验结果表明:沿同一方位压缩时,屈服载荷随含水率的升高而降低,如沿X轴方位对籽粒压缩时,籽粒含水率由11.97%升高至26.97%,而籽粒的屈服载荷则由29.33N降低至18.80N;在同一含水率下,沿X轴方位对籽粒进行压缩时屈服载荷最大,Z轴压缩时次之,Y轴压缩时最小,如籽粒含水率为11.97%,沿X轴方位对籽粒进行压缩时屈服载荷为29.33N,沿Z轴压缩时为28.02N,沿Y轴压缩时为13.72N;压缩方位相同,裸燕麦籽粒受到压缩力作用产生破裂的基本规律大致相同;压缩方位不同,裸燕麦籽粒破裂方向一致,均沿长度(L)方向破裂,但是破裂位置不同。沿X轴方位压缩,破裂位置出现在背面以及腹面边缘处;沿Y轴方位压缩,破裂位置出现在腹沟线处;沿Z轴方位压缩,破裂位置出现在腹沟线及背面边缘处。研究结果为裸燕麦机械化收获、播种及相关加工机械的设计、开发、参数优化提供理论依据。     

苹果压缩特性的研究

通过苹果的压缩试验,测定和分析了其力－变形曲线的特性。结果表明,压缩时的加载速率与压头型式影响生物屈服力、破裂力与变形量的大小;在一定条件和范围内,苹果硬度与压缩曲线初始区段的斜率线性显著相关,且苹果的机械损伤与其变形量有关。     

苹果压缩特性的研究

通过苹果的压缩试验,测定和分析了其力－变形曲线的特性。结果表明,压缩时的加载速率与压头型式影响生物屈服力,破裂力与变形量的大小;在一定条件和范围内,苹果硬度与压缩曲线初始区段的斜率线性显著相关,且苹果的机械损伤与其变形量有关。     

含水率对温185核桃静压力学性能的影响

为给核桃破壳机械设计提供依据,以温185核桃为研究对象,利用质构仪对不同干燥处理的核桃进行静压力学试验,运用Matlab和Origin软件进行数据处理,研究含水率对其力学性能的影响。结果表明:在干燥8 h后核桃含水率基本趋于稳定;在相同加载条件下,核桃在不同加载方向上所产生的载荷-变形曲线形态是相似的,除纵向外曲线上没有明显的生物屈服点,外壳在受力破坏时呈现出一定的脆性,没有延展性;核桃的初次破裂力、压缩变形量均随含水率的增加而增加。在含水率为3.24%、缝向上加载时初次破裂力和压缩变形量最小,最小值分别为52.41 N、0.39 mm;在含水率为12.99%、横向上加载时初次破裂力和压缩变形量最大,最大值分别为200.19 N、1.42 mm;通过对核桃含水率与应变能的关系分析得出,从缝向上进行加载时核桃破壳较容易。试验结果可为核桃破壳机械的研发提供参数依据。     

蚕蛾卵生物力学性质的试验研究

为提高赤眼蜂工厂化生产的经济效益,改进和设计其加工机械,我们进行了蚕蛾卵生物力学性质的试验研究,求得影响卵颗粒变形的诸多因素,得到载荷与变形的函数关系,为非成熟卵清除机技清选机的研制提供了可靠的依据。     

鸡蛋表观接触弹性模量的测定

利用TA-XT2i质地分析仪对26个鸡蛋样品进行了平板探头压缩试验,测定了加载载荷与对应变形量的关系.运用SPSS软件对试验数据进行了分析处理,得到鸡蛋的表观接触弹性模量为1 034.75 MPa,26个样品的表观弹性模量值基本一致,其标准偏差为68.94 MPa.通过对鸡蛋试样的力与变形量曲线分析,发现鸡蛋蛋壳在压缩过程中无屈服现象.在破裂点之前,力与变形量基本成线性关系.鸡蛋样品蛋壳破裂处的平均载荷为40.37 N,标准偏差为7.4 N,平均变形量为0.39 mm,标准偏差为0.06 mm.     

加载压缩对广东菜心种子发芽生长的影响

针对速生蔬菜精量排种器对广东菜心种子产生的机械损伤进而影响种子发芽的实际问题,开展广东菜心种子不同载荷作用后种子发芽试验.应用质构仪进行菜心种子压缩破损处理,同时利用光学显微镜观察种子表观机械损伤特征,以判定种子机械损伤程度.结果表明,菜心种子压缩破损对其发芽率、发芽势、根长、苗高都具有极显著影响;发芽势与发芽率呈极显著正相关,发芽势与根长呈显著负相关;当菜心种子所受力小于6.41 N或压缩变形量小于26.9％时,种子的发芽情况不受影响.试验为广东菜心排种器型孔结构设计和转速等参数的设定提供了参考依据,对降低种子破碎率,提高播种机作业质量具有重要意义.     

中部烟叶主脉的力学特性试验

以中烟100的中部烟叶主脉为试验对象,在1 000 N微机控制电子万能试验机上进行拉伸试验,测得主脉拉伸力-变形曲线,以及主脉拉伸的最大载荷、拉伸强度和弹性模量等力学指标。结果表明:在不同的加载速度下,中部烟叶主脉拉伸力-变形曲线与断口类型有3种情况,分别是平齐状、凹凸状和阶梯状;中部欠熟烟叶主脉拉伸的平均最大载荷为136.4 N,平均拉伸强度为2.06 MPa,平均弹性模量为39.65 MPa;中部成熟烟叶主脉的平均最大载荷为131.0 N,平均拉伸强度为1.85 MPa,平均弹性模量为34.41 MPa;对中部和下部烟叶主脉的力学性能进行了对比,结果显示,中部烟叶采收需要更大的力。试验结果为中部烟叶采收和烟草采收机械的设计提供了理论依据。     

滚筒梳剪式荔枝采摘部件的设计与优化

【目的】设计一种滚筒梳剪式荔枝采摘试验装置,并优化采摘部件的结构.【方法】以齿形板数量、齿形板折弯角度、刀片数量和滚筒转速作为影响因素,以生产率、摘净率和破损率为采摘指标,开展四因素三水平的正交试验.【结果和结论】试验结果表明:齿形板数量为4、齿形板折弯角度为120°、刀片数量为13、滚筒转速为44 r·min-1时为最优组合,此组合的采摘试验装置生产率为2.604 kg·min-1.研究结果可为荔枝采摘机械的设计与开发提供参考.     

猕猴桃果实生物力学特性的研究

用流变仪—电子计算机实时测定装置,测定和分析了猕猴桃果实的载荷——变形、蠕变及应力松驰等生物力学特性,并探讨了果实硬度和力学特性之间的相关性。结果表明:果实的压缩或压入强度及破断能均随贮藏时间的增加而减少;果实的蠕变和应力松驰现象,可分别用6单元Burgers模型和5单元Maxwell模型表示,力学模型的粘弹性系数随贮藏时间增加而发生变化;果实硬度和粘弹性模型的弹性系数及压缩或压入强度、破断能间有极显著的线性相关。     

残损斗栱节点受力性能试验研究

目的斗栱是古建筑木结构的重要组成部分，对维持整体结构力学性能的稳定起着至关重要的作用。现存古建结构中的斗栱节点都存在着一定的残损变形，而目前对斗栱节点力学性能的研究多以完好的斗栱为试验对象，甚少考虑残损状态，尤其腐朽、虫蛀带来的体积损失对斗栱节点力学性能的影响。因此，研究残损对斗栱节点乃至整体结构力学性能的影响具有十分重要的现实意义，可为古建木结构的修缮与保护提供科学依据。方法以应县木塔二层平坐层的典型柱头铺作为研究对象，以1∶3.5的缩尺比制作了4组斗栱节点模型，保持1组模型完好，对余下3组进行不同位置钻孔的人工残损处理来削弱斗栱组成构件的受力截面，从而模拟斗栱的残损. 通过进行竖向加载试验，得到了4组斗栱节点的荷载?位移曲线，结合试验现象明确了残损斗栱节点的受力和变形特征。结果竖向荷载作用下，斗栱节点的破坏主要体现在第二跳华栱的断裂、弯曲变形和交互斗的开裂。残损斗栱节点的破坏形态与完好斗栱节点相似，但破坏程度更严重。其极限荷载与抗压刚度都有所下降，且残损对斗栱节点的抗压刚度影响更为显著。结论在残损类型相同，且结构整体残损度相近时，第一跳栱的残损对斗栱节点极限荷载和抗压刚度的影响最大。      

油桐果实破壳力学特性及主要影响因素研究

为研究油桐果实的破壳力学特性和影响因素,通过对油桐果实的物理特征进行测定,开展油桐整果和果瓣压缩试验,研究其破壳力学特性,在此基础上建立油桐果实破壳力学模型,拟合油桐果实破壳力学曲线,并分析破壳过程中的影响因素。结果表明:油桐果实的球度在0.95以上,各个部位外壳厚度基本相同,在进行力学分析时可以将油桐果实简化为均匀薄球壳,油桐果实外壳上的应力状态为二向应力状态。油桐果实的破壳力和所需功耗受油桐果实大小等级和加载部位的影响较明显,破壳力和功耗随着油桐大小等级的增大而增加,顶压方式所需破壳力和功耗明显小于中压方式。     

管板组合结构等效力学模型

通过将管板组合结构等效为正交各向异性板的方法,探讨该类结构的力学响应的计算方法.首先从平面问题本构方程出发,应用变形协调条件得到其等效材料参数,然后应用刚度分析法得到其等效厚度与等效密度,最后通过与3D有限元结果比较说明等效模型的正确性.     

考虑桁架刚度的温室结构风载效应分析方法

基于位移法,在考虑桁架下弦实际刚度的基础上,提出温室结构排架柱折算刚度的概念及计算公式,给出了风荷载作用下温室结构内力和变形计算的精确方法和公式.通过近似方法、本文方法和有限元方法的对比分析,对影响温室风荷载效应的主要因素：温室桁架下弦杆截面刚度、温室的跨数进行了讨论,结果表明：提出的计算公式与有限元计算结果符合较好;拱架变形对排架内力有明显影响,工程中不能完全将拱架简化为无限刚度横梁;当连栋温室横梁轴向刚度与中间柱的抗侧刚度之比小于1 500 mm^-2 或跨数大于8时应考虑横梁变形的影响.     

基于线性互补算法的叠梁接触规律研究

确定叠梁层间发生接触的区间及接触力分布规律是叠梁计算的关键.为克服以往解析解答得到的结论不合实际的现象，将叠梁接触问题构造为线性互补问题，并给出其一般求解过程.为验证该法的合理性，以梁与刚体接触问题的Timoshenko解答与胡海昌解答为例进行对比分析.在此基础上，对典型荷载作用下的叠梁接触问题进行了计算，并对其影响因素进行了深入研究.最后得到如下主要结论：刚度比、荷载作用形式以及剪切挠度对叠梁层间接触规律影响均非常明显；考虑剪切变形影响时，叠梁接触力由集中力变为分布力；集中力作用下，叠梁接触趋于点接触，均布力作用下，叠梁接触趋于线接触；上下梁刚度相等是叠梁接触力分布规律的一个转折点，不同的上下梁刚度比会得到不同的接触规律.     

基于X-ray CT的载荷作用下木材内部形变研究

  目的  木材是重要的室内装饰和建筑用工程材料,具有易加工,强重比高等优点。作为生物质多孔材料,载荷作用下木材内部结构易发生变化,进而对其力学性能产生重要影响。研究载荷作用下木材内部结构变形可为理解其力学行为提供基础理论支撑。  方法  为探索压缩载荷作用下木材内部空间结构的演变规律,使用微型加载设备对实体木材（花旗松）和胶合材（杨木）试件进行横纹压缩,实时记录加压头位移和加载压力,加载过程中使用X射线断层扫描仪周期性扫描试件,对扫描结构进行三维重建,实现试件内部空间结构可视化,结合力学性能和内部空间结构演变解析实体木材和胶合材力学失效机制。  结果  实体木材在受载时,早材部分密度快速增加,载荷达到25.26 MPa时,晚材部分密度开始增加。早材管胞压溃是木材内部结构变化的主要原因,压溃路径与生长轮平行;晚材结构改变主要体现为树脂道压缩变形和木射线压裂。胶合材在受载时,局部形变集中是杨木内部结构变形的主要原因,尤其是大孔径导管极易压溃;另外,胶黏剂能够明显增加胶层区域杨木刚度,提高导管结构的稳定性。  结论  本研究解析了横纹载荷作用下实体木材和胶合材内部空间结构的演变规律,为优化木材加工工艺和指导木材的科学利用提供了理论基础。新型三维动态检测技术为解析木材力学行为的发生机制提供了新的思路。      

基于高速摄影的冬枣果实振动脱落规律分析

为研究冬枣振动采收过程中果实的运动规律和脱落轨迹,采用改装的电动往复锯连接自制振动采摘头对树枝进行高速振动,用高速相机记录不同振动频率(15、20、25 Hz)下冬枣果实的运动轨迹,对高速视频进行分析,计算在振动过程中的枣果脱落类型、脱落时间和运动轨迹,以及果实脱落时的速度、加速度和惯性力。结果表明:1)冬枣果实的主要脱落类型是旋倾型,15、20和25Hz时,旋倾型脱落的果实个数比例分别为81%、66%和78%,参考已有研究经验,冬枣机械收获宜选用连续式振动设备;2)随着振动频率的增大,果实的平均脱落时间减小,3个频率的果实脱落时间分别为1.71、0.54和0.43s,15Hz时果实脱落时间与20和25Hz时的果实脱落时间存在显著性差异,而20与25Hz时的果实脱落时间无显著性差异;3)果实的速度和加速度随着振动频率的增大而增大,但不同频率的果实平均脱落惯性力不存在显著性差异,3个频率下分别为0.48、0.43和0.49N。本研究结果可为机械收获装备的设计选型与研发提供理论依据。     

一种准零刚度被动隔振系统的非线性共振响应分析

分析了一种机构的负刚度特性和它与线性主弹簧并联后而成的隔振系统的准零刚度特性，推导了准零刚度被动隔振系统的主谐波共振、亚谐波共振和超谐波共振的幅频特性表达式.结果表明，机构的负刚度区域随弹簧的初始变形与杆长的比值增大而变宽；隔振系统的准零刚度区域随主弹簧的刚度与机构中的弹簧总刚度的比值以及机构中的弹簧初始变形与杆长的比值增大而变宽；经比较发现，本文推得的被动隔振系统的同一种谐波共振幅频特性与杜芬方程的幅频特性均存在较大偏差.因此，对于这类被动隔振系统的运动微分方程，若以位移激励的幅值与激励频率平方的乘积代替单位质量的激励力幅值按杜芬方程的解来处理谐波共振问题将会带来较大误差.     

花穗修剪与多效唑处理对妃子笑荔枝产量与效益的影响

【目的】研究花穗修剪与多效唑处理对妃子笑荔枝花穗生长的影响,为解决荔枝花而不实、坐果率低的问题提供依据。【方法】以15年生妃子笑荔枝为试材,设计花穗不经过处理（CK）、人工短截、机械短截、多效唑处理、多效唑处理＋机械短截、多效唑处理＋人工短截6个处理。盛花期、收获时分别调查各处理花穗生长情况、每穗果数及单株产量,并进行经济效益分析。【结果】在正常管理水平下,妃子笑荔枝花穗不经过处理和仅用多效唑处理的单穗坐果率及产量均较低;而经过短截修剪的荔枝单穗坐果率、产量及经济效益均较高。其中以多效唑处理＋人工短截的产量和经济效益最高,但其人工支出大、工效低,仅适宜小面积应用;而采用机械短截花穗所需人工较少、效率高,适宜大面积推广应用。【结论】通过花穗修剪和多效唑处理可以调节荔枝的坐果率,只要运用得当,可以获得较高的产量和经济效益。