青菜头物理力学特性研究

通过田间试验和实验室测定,采用SPSS统计分析对收获期青菜头的物理特性进行分析,得到了青菜头主要物理特性指标值的变化区间和分布频率;应用HG-500数显推拉力计配套的软件,通过拉伸试验法对收获期青菜头的拔取力、抗拉强度以及根茎剪切力等力学特性进行测试和分析,得出了青菜头土壤自然状态下最大拔取力、茎叶的抗拉强度和根的抗剪强度等力学特性,为青菜头收获和加工机械系统的开发提供科学依据.     

收获期黄连原位机械拔取力学试验研究

黄连是一种常见的名贵中药材,为了研制黄连收获机械,实现黄连生产过程的机械化,分析黄连拔取过程的力学特征规律必不可少.通过黄连拔取过程的受力分析,自主设计黄连原位机械拔取测试装置,对收获期黄连进行拔取力学试验,统计试验数据并进行对比分析,预测拔取速度、拔取方向、坡度及根土复合体表面积与黄连拔取力之间的关系.结果表明：黄连拔取力主要分布在10～50 N之间,平均拔取力为27.38 N,整体呈现正态分布.黄连的拔取力随拔出时根土复合体表面积增大而增大,二者满足二次多项式函数关系,决定系数为0.76,拔取力随着拔取速度的增大而增大,但较快的速度会导致黄连根茎或茎秆的断裂,因此在保证黄连样品完好的前提下,以20 mm/s的速度拔取效果最佳.黄连多种植在坡地上,相较于铅直方向,垂直于地面方向拔取力平均降低了15.5%;拔取力随着种植坡度的增大而增大,且坡度增加,拔取力的增长幅度也随之增加.研究结果可为黄连生产机械化装备研发提供基础理论依据.     

水稻钵苗拔取特性研究及试验

目前,水稻钵育栽培技术快速发展,其关键在于取秧机构如何有效将秧苗从钵苗穴盘中拔出。为获取水稻钵苗取秧机构更佳取秧作业环境,及探索结构简单、高效、且移栽过程中对秧苗损伤小的取秧技术,通过钵苗拔取力测试试验台对钵盘秧苗进行拔取性能的试验及研究。选取钵苗品种、秧龄、取秧位置和取秧角度4个因素作为测试对象,研究其与拔取力之间的关系。试验表明:秧苗品种主要通过根系的发达程度和分布范围对秧苗拔取力产生影响,根系越发达,分布空间大,裸露越多,拔取力越大;秧龄对秧苗拔取力影响较小;秧苗拔取力随着取秧位置离钵体上表面的距离增大而增大;取秧角度为45°时秧苗拔取力较小;在取秧位置15 mm,取秧角度45°,秧龄19 d时,取秧效果较好;在整个取秧过程中,秧苗拔取力均未超过5 N,小于秧苗的抗拉断力值5.59 N。     

叶类蔬菜有序收获夹持输送的力学特性研究

为确定叶类蔬菜机械化收获参数，以收获期上海青为研究对象，通过夹持部位破损临界力试验分析上海青的无损夹持力。针对目前采用万能试验机进行压缩试验的不足，设计了一款夹持参数测定试验平台，该试验平台可对夹持输送作业的相关参数进行调整，并借助传感器对作业过程实时记录。以夹持角度（15°～25°）、夹持高度（2.0～4.0 cm）和夹持材料（橡胶同步带、花纹输送带、蓝布海绵皮带）为影响因素，以破损临界力和破损压缩量为评价指标，通过响应曲面试验优化上海青收获过程中夹持输送的综合影响因素，建立了影响因素与评价指标之间的回归方程式，并探究各因素组合对上海青夹持输送的影响。结果表明，当以蓝布海绵皮带为夹持材料、以最小破损临界力和破损压缩量为目标时，破损临界力和破损压缩量分别为16.95 N和18.03 mm，在夹持角度15°和夹持高度2.0 cm处。在实际收获中为减少上海青的损伤率，应保持夹持力在最小夹持力和破损临界力之间。     

收获期和收割留茬高度对高羊茅种子产量和质量的影响

于2016年在上海交通大学闵行校区高羊茅(Festuca arundinacea)种子生产田实施了4个收获期和2个收割高度的两因素随机完全区组试验,以研究收获期和收割留茬高度对种子产量和质量的影响。试验结果表明:收获期从花后15 d至花后36 d,有籽粒脱落的穗子和有籽粒脱落的小穗的百分率和千粒重逐渐提高,而每小穗粒数逐渐下降,致使种子产量先增加后降低;在4个收获期处理中,最高籽粒产量出现在第2期,即花后22 d,其显著高于第1期(花后15 d)和第4期(花后36 d)的种子产量,而与第3期(花后29 d)收获的种子产量间没有显著差异;第2期收获的种子千粒重、种子发芽率和种子萌发苗株高与第3、4期收获的优质种子间没有显著差异;籽粒产量和质量在留茬高度16 cm(收割全株)和留茬高度58 cm(割穗)间差异不显著,该效应不随收获期的不同而异。据此推断:上海地区高产优质高羊茅种子的适宜收获期为首批开花穗的花后22～29 d,于全田尚有12%的嫩穗和59%的小穗顶部有1～3粒籽粒脱落时开始尽快收获;可以根据不同收获方式的需要在高于地面16 cm至穗颈节间(割穗留茬高度)范围内灵活确定植株收割高度。     

秋伐期桑条力学性能试验

本文利用万能试验机对秋伐期桑条剪切、压缩、弯曲、拉伸,研究了取样位置、直径、品种对桑条力学特性的影响。结果发现,取样位置对各目标值均有显著影响,除皮的最大拉伸力与抗拉强度随取样位置自下往上增加,其余均随取样位置自下往上减小;品种为湖桑32号的桑条,其单位直径最大剪切力和剪切强度的最大平均值分别为80.65±1.39 N/mm、7.03±0.17 MPa,最大轴向压力和轴向抗压强度的最大平均值分别为3.31±0.15 k N、19.12±0.36 MPa,最大径向压力和径向抗压强度的最大平均值分别为0.96±0.05 k N、8.84±0.15 MPa,最大弯曲力和抗弯强度的最大平均值分别为0.21±0.01 k N、43.93±0.17 MPa,最大拉伸力和抗拉强度的最大平均值分别为1.71±0.12 k N、79.00±3.72MPa,皮最大拉伸力与皮拉伸强度的最大平均值分别为0.21±0.05 k N、98.35±13.21 MPa;直径仅对剪切强度有影响(0.01P0.05),最大值出现在直径小于10 mm处,为10.20±1.25 MPa;品种对桑条剪切强度、轴向抗压强度与抗弯强度、抗拉强度有显著影响,最大剪切强度发生在7946下部,为8.47±0.52 MPa,下部轴向抗压强度、抗弯强度、抗拉强度的最大值出现在农桑14号,分别为22.40±0.87 MPa、46.82±1.16 MPa、63.57±5.18 MPa。     

根茎类作物根土分离试验台的研制

针对根茎类作物机械化收获中的根土分离关键环节,研制了一种根茎类作物根土分离试验台,该试验台采用碾压、击打和抖动方式实现根土分离,可为根茎类作物收获装备的研制提供试验支持.为验证该试验台工作性能,以甘草(长根茎类作物)、虎杖(块根茎类作物)以及玉米根茬(须根茎类作物)作为试验材料进行了试验.验证结果表明,该试验台性能稳定,工作可靠,可根据试验要求调整工作参数,对部分根茎类作物进行根土分离性能试验,并对功率消耗进行测试.     

不同切碎长度对胡萝卜苗青贮品质的影响

试验以收获期的胡萝卜苗为原料,研究不同切碎长度对胡萝卜苗青贮品质的影响。分别设置切碎长度为2、4 cm的两组进行青贮,青贮后进行取样分析,并通过感官评定、p H、氨态氮、干物质、粗蛋白质、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和粗灰分等指标来评价青贮品质。结果表明,不同切碎长度对胡萝卜苗青贮品质有一定的影响,并且切碎长度较短的胡萝卜苗青贮饲料品质优于切碎长度较长的胡萝卜苗青贮饲料。     

收获期棉秆底部茎秆力学特性测试研究

棉秆是一种重要的可再生生物质能源,开展棉秆的机械回收具有重要的社会经济价值。利用RGM-3005微机控制全数字化电子万能材料试验机对收获期棉秆底部不同段位茎秆进行了拉伸、压缩和弯曲试验,获得棉秆最大破坏应力、弹性模量等机械物理特性参数,试验用棉秆平均含水率25%。测试结果表明,其底部茎秆最大抗拉强度为59 Mpa,弹性模量≤240 Mpa;最大抗压强度为18 Mpa,弹性模量≤770 Mpa;最大抗弯强度为50 Mpa,弹性模量≤280 Mpa。所获收获期棉秆底部茎秆力学特性参数,可为棉秆收获机械的起拔方式和起拔机构的设计提供理论依据和技术参数。     

不同收获期玉米植株剪切力及其饲料营养特性的研究

试验以乳熟期、蜡熟期和完熟期玉米的主要营养器官为对象,通过测定植株主要营养器官(茎杆、叶片、叶鞘)的物理性状和主要营养成分含量,研究不同收获期植株剪切力和饲料营养特性的影响。结果表明,玉米叶鞘和茎秆的剪切力随着生育期的推进而增加,适口性和饲料营养特性逐渐降低。玉米植株在乳熟期和蜡熟期收获,适口性和营养成分含量最佳,同时在乳熟期收获更优于蜡熟期。     

固沙先锋树种沙柳枝条力学特性及其影响因素

以内蒙古干旱半干旱沙区固沙先锋树种沙柳(Salix psammophila)枝条为对象,研究其冬季休眠期抗拉、抗剪与抗弯力学特性,分析枝条长度、直径及其化学组分等对其力学特性的影响,为丰富植物固沙能力的评估指标体系,也为沙柳平茬机具的研制提供生物力学依据。结果显示:在测试径级0.5~2.5 mm时,沙柳枝条的极限抗拉力为14.05~52.02 N、抗剪力为16.26~80.04 N、抗弯力为1.02~3.54 N,均随着直径的增大而增大,应力直径递增函数不同;极限抗拉强度为8.96~66.19 MPa、抗剪强度为8.04~39.87 MPa、抗弯强度为1 566.46~46.71 MPa,均随直径的增大而减小,应力强度-直径递减函数不同。表明直径是影响枝条力学特性的重要影响因子。随着枝条长度的增长,其抗弯强度呈增大的趋势,而抗拉强度和抗剪强度无明显的变化规律;沙柳枝条极限抗拉力均值36.19±3.29 N>抗剪力均值 50.04±4.54 N,枝条极限抗拉强度均值31.01±2.81 MPa>抗剪强度均值16.98±1.54 MPa,说明枝条易破坏外力类型为剪切力。沙柳枝条抗拉强度、剪切强度和抗弯强度与纤维素、半纤维素含量呈显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)正相关,与木质素含量呈显著正相关(P<0.05)。试验结果表明影响枝条抗拉、抗剪和抗弯强度的因素中纤维素和半纤维素起主要作用,其次是木质素含量。     

面向采摘机械手的蒜薹力学特性试验研究

为确定蒜薹的机械化采摘参数,以收获期蒜薹为对象,进行不同部位蒜薹的拉伸和压缩试验,以及整根蒜薹的拉伸试验。结果表明:拉伸初期,拉应力与应变近似线性增长,表现出弹性材料的特征;当应变增大到一定值时,拉应力随着应变缓慢增大,表现出弹塑性材料的特征。从顶部到根部,蒜薹的最大拉应力单调递减,最大压力总体呈现减小的趋势,蒜薹的弹性性能逐渐减弱,相同压力下的压缩变形量依次减小。当拉伸速度为20mm/min时,90%的蒜薹在根部断裂,此时最大拉应力为(1.2±0.1)MPa,最大应变为0.15±0.04。采摘机械手夹持蒜薹的最佳部位为蒜薹中部以上,夹持载荷应4.1N/mm。可用对数函数和多项式函数分别表达蒜薹的拉应力与应变及压力与压缩变形量的关系。     

环型钓钩拉伸实验与ANSYS模拟的对比研究

为了解金枪鱼延绳钓钓钩的力学性能及验证ANSYS有限元分析方法的准确性,本文对环型钓钩(型号:3.4-4.5)进行拉伸实验和ANSYS模拟分析,并利用方差分析对其结果进行检验。研究表明:(1)两种方法得出的环型钓钩位移、应变等力学性能无显著性差异(P0.05),且最大应变为钩后弯及后侧,最大总位移为钩前弯及后侧,X方向最大位移为钩底及后弯,Y方向最大位移为钩前弯及后侧;(2)拉伸实验拉力为500、800和1 200 N时,钓钩的应变分别为0.002 76、0.008 14和0.069 94,X方向位移分别为1.8、3.5和7.2 mm,Y方向位移分别为-2.4、-4.6和-8.7 mm,总位移分别为2.8、5.4和10.6 mm;(3)ANSYS模拟与拉伸实验结果之间存在线性关系,拉伸实验得出的总位移、X、Y方向位移和应变分别为ANSYS模拟结果的1.0189、1.0272、1.019 5和1.088 3倍。建议今后可利用ANSYS有限元分析方法研究金枪鱼延绳钓钓钩的力学性能。     

采伐剩余物管理措施对二代杉木人工林土壤全碳、全氮含量的长期效应

根据福建省南平市峡阳国有林场二代杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook)人工林5种采伐剩余物管理措施(收获采伐剩余物和地被层、全树收获、仅收获树干和树皮以及加倍采伐剩余物、炼山)下0-40 cm深度土壤全碳、全氮含量15a的监测数据,研究了采伐剩余物管理措施对杉木林土壤碳氮含量的影响。结果显示,加倍采伐剩余物处理样地5次取样年份(造林第3年、第6年、第9年、第12年和第15年) 0-10 cm土层土壤全碳、全氮含量均高于其他处理样地,但单因素方差分析显示,采伐剩余物管理措施在5次取样年份对0-10 cm、10-20 cm和20-40 cm土层全碳、全氮含量均没有显著影响(P >0.05)。重复测量方差分析显示,杉木造林15a期间土壤全碳、全氮含量随年份显著变化(P<0.01),但处理措施以及处理措施与取样年份的交互作用对3个土层土壤全碳、全氮含量影响不显著(P >0.05)。杉木林15年生时,不同处理样地3个土层碳储量差异不显著(P >0.05),0-40 cm土层平均值为88.71 Mg/hm²。表明采伐剩余物管理措施对亚热带杉木人工林土壤全碳、全氮含量的长期效应并不显著。     

苜蓿草粉对金属材料磨损性能的影响

以‘甘农三号’紫花苜蓿草粉为磨料,运用正交试验方法,在磨料磨损试验机上研究了转速、负荷、草粉粒度对45#钢磨损性能的影响.通过直观分析和极差分析得出:影响45#钢磨损性能的主要因素为转速,次要影响因素为负荷和草粉磨料粒度;草粉磨料磨损试验最佳工况为转速(100±2)r/min,负荷40.5 N,磨料粒度6 mm.     

不同收获期玉米秸秆剪切力学性能的研究简

[目的]研究玉米秸秆的物理力学性能,可为研制低能耗、高效率的秸秆收获及加工设备提供不可或缺的基本技术参数,减少成本、缩短研发周期。[方法]利用万能试验机,测试了不同收获期玉米秸秆的剪切力性能,并分析刀具的刃角、剪切速度、取样位置等因素对剪切力的影响。[结果]各因素对试验指标（最大剪切力）的影响按大小次序是取样位置→收获期→刀刃角→剪切速度。刀刃角越小,剪切力越小,越省力;剪切力随着剪切速度的提高呈下降趋势;根部秸秆剪切力稍微大于中部,上部秸秆的剪切力明显小于其他2个部位。[结论]随着玉米收获期的延迟,秸秆的纤维素和木质素含量增加,对应的剪切力增大,作为饲料适口性变差,所以应该在玉米成熟后尽早收获秸秆并进行加工处理。     

贵州省某地区油菜机械化收获最佳作业条件分析

针对影响油菜机械化收获的油菜成熟度、收割高度、作业天气等因素,项目组通过实地测试,得出1.相同条件下,油菜机械化收获晴天作业平均含杂率及损失率均比阴天低;2.相同条件下,油菜成熟度为8-9成时,机械化收获损失率及含杂率最低;3.相同条件下,收割高度越高,含杂率越低,损失率越大;4.相同条件下,破荚率越高,损失率越小;5.在油菜成熟度为8-9成、收割高度40cm、晴天作业为最佳作业条件,油菜机械化收获破荚率主要范围是99.1%至100%,平均为99.57%,含杂率主要范围是15.31%至19.85%,平均为17.45%;损失率主要范围是0.9%至1.32%,平均为1.11%。     

蔺草底部茎秆解剖构造与力学性能

蔺草Juncus effusus茎秆是一种优质天然纤维。研究蔺草茎秆解剖构造与力学性能,为全面了解蔺草及其纤维的开发利用提供理论依据。以5份蔺草种质为研究对象,观测其解剖构造,运用电子万能力学试验机测试其力学性能,并分析解剖构造与力学性能之间的关系。结果表明:蔺草底部茎秆微观结构分为表皮、基本组织、维管束和髓;蔺草纤维呈纺锤形,长度为681.47～712.04 μm,宽度为5.58～8.00 μm,壁腔比范围为1.194～1.556;5份蔺草种质底部茎秆的最大拉力范围为61.59～72.71 N,XY004的最大拉力最高,拉伸强度为33.28～59.11 MPa,XY003的拉伸强度最大,拉伸弹性模量为1 438.23～2 297.10 MPa;蔺草底部茎秆拉伸强度、拉伸弹性模量与其维管束总数目呈极显著正相关,相关系数分别为0.818和0.724,与茎壁厚/茎半径也呈极显著正相关,相关系数分别为0.740和0.748,与纤维的壁腔比呈显著正相关,相关系数分别为0.584和0.663,与粗纤维质量分数无显著相关性;蔺草底部茎秆力学性能主要取决于茎秆维管束总数目、基本组织厚度和纤维的壁腔比以及各组织及其各细胞之间的连接形式和连接强度。供试的5份蔺草种质中,XY003和XY004底部茎秆具有较高的强度和良好的弹性,可作为优良蔺草品种选育的种质资源。图4表4参33     

基于养分平衡和土壤测试的冬小麦氮素优化管理方法研究

以养分平衡和土壤测试为基础,把氮素供应与作物氮肥特性结合起来,通过田间试验研究冬小麦分期优化供氮量。结果表明:冬小麦播种前0～30cm土壤Nmin大于30kg/hm2时,不施基肥(氮),足以满足冬小麦从播种到返青期对氮素的需求;返青期保证供氮量90kg／hm2(0～60cm土壤Nmin 肥料氮),可以满足冬小麦从返青期到拔节期对氮素的需求;拔节期保证供氮量100kg／hm2(0～90cm土壤Nmin 肥料氮),可以满足冬小麦从拔节期到收获期对氮素的需求,最终达到目标产量。上述返青期90kg/hm2,拔节期100kg／hm2的优化供氮量下,氮肥利用率可达44％,收获后0～90cm土壤残留Nmin低于50kg/hm2,从而使氮素资源高效利用,并降低对环境污染的风险。在此基础上提出了一个基于养分平衡和土壤测试的冬小麦氮素资源分期优化管理方法。