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。     

水中成堆草莓力学特性试验研究

针对草莓柔嫩易受机械损伤的问题,提出一种减损方法,即将成堆新鲜草莓置于水中辅助机械加工作业而避免损伤的方法,并对草莓物理参数和压缩力学特性进行试验研究。试验得到不同质量的中型果草莓尺寸差异性不大,其中大规格草莓形状较中小规格草莓更接近球形。压缩试验表明:成堆草莓置于水中,水面以下第2层可能受到的最大挤压力0.26N;当草莓变形量在允许范围内即小于1mm范围内变形时,所需压缩负荷远远大于0.26N,故草莓置于水中可有效防止机械作业时的挤压损伤;在变形量为1mm时,草莓刚度总体偏小,均小于0.2 N/m。研究结果可为草莓深加工机械设计提供参考。     

小麦籽粒的压缩破碎试验研究

以五个品种小麦籽粒为试验材料,在材料力学万能试验机上进行压缩破碎试验,分析了在不同含水率、不同压缩型式下小麦籽粒的力学性质.试验结果表明:破碎负载随籽粒含水率的增加而降低;小麦籽粒在不同压缩型式下的破碎负载有显著差异,在同一含水率下,B型压缩时破碎负载最大,L型压缩时次之,H型压缩时最小;在同一压缩型式下,不同品种小麦籽粒破碎负载不同,其原因与籽粒的内部结构、形状等因素有关.     

种子玉米果穗芯力学特性试验研究

为进一步缓解玉米果穗芯在脱粒、输送过程中受到脱粒装置对其挤压、弯曲作用产生断裂所引起籽粒破碎率、穗芯破裂含杂率高的问题。通过选取穗轴径为30±0.2mm、32±0.2mm和35±0.2mm的5种不同含水率(依次为10.5%、13.2%、15.7%、18.3%和22.6%)种子玉米果穗芯,借助电子力学试验机完成果穗芯的压缩与弯曲试验,获得种子玉米果穗在静态压缩、弯曲下的最小破裂载荷平均值分别在131.86~343.28N、82.92~283.70N之间。试验结果表明:在相同含水率下,种子玉米果穗芯压碎、弯曲最小破裂载荷平均值皆随着果穗芯轴径的增加而增大;当果穗芯轴径值相同时,其含水率越大,对应压缩、弯曲最小破裂载荷平均值越小。研究结果为研制高性能种子玉米脱粒装备、玉米穗芯加工处理设备提供参考与借鉴。     

移栽番茄穴盘苗钵体夹持压缩特性试验研究

番茄穴盘钵苗基质在机械移栽过程中的损伤率是影响栽植成功率的关键问题,为了降低钵苗在取苗过程中的损伤率,采用Box-Behnken设计试验方法,以夹持角度、含水率、夹片宽度为影响因素,以压缩破碎量和抗压强度为响应指标,借助TA-XTplus质构分析仪进行钵体压缩特性试验。应用Design-Expert.v8.0.6软件建立了各影响因素对响应指标的二次多项式模型并进行拟合,分析了各因素对响应指标的影响,并采用多目标优化法确定影响因素最佳组合。试验表明,各因素对破碎压缩量的影响大小为夹片宽度夹持角度含水率,对抗压强度的影响大小为夹片宽度夹持角度含水率;当夹持角度为8°,含水率为55%,夹片宽度为13 mm时,破碎压缩量7.11 mm,抗压强度0.056 Pa,效果最好。该研究为末端执行器设计及结构参数优化提供重要参考依据。     

山核桃脱壳试验研究

对山核桃的结构尺寸、机械压缩式脱壳所需的临界破碎压力、压缩量和压缩速度等物理参数进行了试验研究,分析各作用参数对脱壳性能的影响.研究结果表明,脱壳性能主要取决于压缩峰值力和压缩量的大小,峰值力为0.35～1.2kN,当峰值力下降到10%时,压缩量为2.2～3.0mm.正交试验表明:压缩比是影响脱壳性能最重要的参数,而压缩速度和直径大小影响不显著.     

参类种子剪切特性的试验研究

参类种子的剪切特性研究可以为降低参类种子播种时的伤种率和排种器的设计提供理论依据。利用物性分析仪,测试了不同参类种子在不同含水率、放置方向、剪切速度因素条件下对剪切性能的影响。利用正交试验测量各因素对试验的影响大小依次为放置方向、含水率、剪切速度。(1)未催芽的参种的剪切力大于催芽参种的剪切力,不同放置方向剪切力从大到小的顺序依次为平放、竖放、立放。(2)含水率对剪切力的影响:含水率越大剪切力越小。(3)剪切速度越大参种的剪切力越小。     

西瓜子破壳时力和变形特性及数学模型

采用二次回归通用旋转组合设计研究了西瓜子破壳开口过程中西瓜子宽度、含水率和加载速率对破壳力、压缩变形量的影响.通过对方程的失拟性检验、显著性检验以及对回归系数的显著性检验,证明数学模型较合理,回归方程有统计学意义.经分析可知,西瓜子宽度和含水率对破壳力、压缩变形量有明显的影响.     

玉米籽粒剪切破碎的试验研究

在微机控制的电子拉压试验机上,对辽北主栽玉米品种东单0号和富油1号的玉米种子籽粒进行了剪切破碎的试验研究,分析了在不同作用力、不同含水率下的玉米籽粒剪切特性.试验结果表明:玉米籽粒在不同侧面、不同方向加载的剪切力有显著差异;含水率不同时,剪切破碎载荷也不同,其原因与玉米籽粒的内部结构、玉米籽粒的形状等因素有关.研究成果对进一步研究玉米籽粒的力学特性、破碎机理、设计新型玉米粉碎机有重要的意义.     

马铃薯压缩力学性能试验研究

为了降低伤薯率,在马铃薯的收获和流通的各个环节中必须充分考虑马铃薯的压缩力学性能。为此,以完整的马铃薯块茎为研究对象,运用CMT2502型电子万能试验机,在5种不同加载速率下,对新大坪、陇薯3号两个品种鲜薯进行3个不同方向的压缩试验研究,测得其力-时间曲线以及马铃薯压缩破裂力和变形量数据。同时,运用SPSS统计软件分析其力学特性的变化规律,得到马铃薯品种、加载方向和加载速率对马铃薯破裂力和压缩变形量的影响结果。该试验分析可为马铃薯的收获、装运、深加工及贮藏装备的改进和设计研究提供必要的理论依据。     

向日葵籽粒压缩试验及分析

探究葵花籽粒的破裂规律,为葵花加工工艺提供理论依据,使葵花籽粒在脱粒过程中保持完整,使用DNS1 0电子万能试验机对不同品种、含水率及放置方式的葵花籽粒进行准静态压缩试验。试验结果表明:品种、放置方式及含水率对葵花籽粒的破裂有显著影响,壳体的破裂方向均沿纤维方向破裂;不同品种、含水率的葵花籽粒,平放时的最大破裂力远大于侧放和立放;在3种放置方式下,SH363的最大破裂力均大于S31;平放时,两个品种的最大破裂力随含水率的变化曲线基本一致。研究向日葵籽粒的压缩特性可为向日葵加工生产提供理论基础。     

水稻穴盘秧苗钵体力学特性试验研究

本文以培杂泰丰杂交稻种为试验对象,在立体育秧温室培育穴盘秧苗。试验时苗龄28天,钵体含水率为35.76～54.08%,仪器为TA-XT2i型质地分析仪。对穴盘苗钵体进行平板压缩、加卸载循环和蠕变试验研究,发现平板压缩变形为3.15 mm前后,抗压力随变形的变化趋势差异明显,在4 mm压缩量前后,抗压力出现峰值上升变化陡点。当加载力为1、2、3、4、5 N,秧苗钵体的平均蠕变量为0.0055、0.0055、0.0056、0.0057、0.0059 mm。试验结果表明钵抗压力与变形呈非线性变动;平板压缩过程,钵体无明显屈服破坏点;苗钵体面对外界加卸载时表现较强塑变能力。选用Burgers模型能有效表征穴盘苗钵体压缩蠕变特性。最后通过分析多种稻种穴盘苗力学特性,结果发现不同穴盘苗钵抗压力与变形关系遵循非线性曲线。本研究结果为水稻移栽机设计优化提供理论参考。     

番茄苗钵顶取式机械力学特性试验

取苗成功率和取苗质量除了与取苗机构的结构有关外,苗钵的力学特性也是重要的因素。为此,对番茄苗钵进行了顶出力和抗压性能试验,分析了不同基质含水率、顶杆直径和顶苗速度对顶出率的影响,并通过试验建立了基质苗在不同含水率下的抗压力与压缩量的变化曲线。结果表明:顶苗速度、顶杆直径和基质含水率对顶出率的显著性影响程度由大到小依次为B、C、A;随着基质含水率的上升、顶杆直径的减小,顶出率会逐渐下降;在含水率为35.09%、顶杆直径为8mm时,顶出率达到100%;在含水率为57.23%、顶杆直径为5mm时,顶出率最低,仅为81.25%;基质块抗压力随压缩量的增加呈加速上升趋势,在压缩量到达12mm时,3种含水率下的抗压力分别为48.89、43.87、35.85N。此研究结果为取苗机构的设计提供了理论依据。     

粉碎玉米秸秆压缩特性试验研究

粉碎玉米秸秆的压缩特性对玉米秸秆饲料化工艺的优化和设备的研制有着重要的影响。为此,利用万能材料试验机结合自制压缩装置,对不同筛网粉碎后的玉米秸秆(品种:SC704)进行压缩试验,深入研究含水率、粉碎粒度、压缩速度对粉碎玉米秸秆压缩特性的综合影响。根据二次回归通用旋转组合设计原理设计试验方案,通过试验分析建立了最大压缩力与含水率、粉碎粒度、压缩速度之间的回归模型。试验结果表明:当粉碎玉米秸秆压缩至300kg/m^3时,含水率对粉碎玉米秸秆可压缩性影响极显著,粉碎粒度及压缩速度对粉碎玉米秸秆可压缩性影响显著;最大压缩力随含水率的增大而减小、随粉碎粒度的增大而增大、随压缩速度的增大而增大。     

秸秆多级连续冷辊压成型试验研究

为了研究秸秆多级连续冷辊压成型方法的可行性，设计并试制了样机，采用正交试验方法，以玉米秸秆含水率、秸秆破碎方式、破碎长度、喂料方式为试验因素，以成型块回弹率、密度、坚实度为试验指标，进行了四因素三水平正交试验研究，研究试验因素对试验指标的影响。试验表明，交叉铆固的喂料方式最能限制成型块的回弹；成型块密度主要受破碎方式的影响，受破碎长度的影响较小；成型块坚实度主要受破碎方式的影响，受含水率的影响较小。通过综合分析确定该成型机的较优成型参数为：秸秆含水率20%，破碎方式为揉搓破碎，破碎长度80mm，喂料方式为交叉铆固。在较优成型参数下进行试验，测试秸秆多级辊压成型机的性能指标，结果表明，该成型机生产的玉米秸秆成型块的回弹率为7.26%，成型密度为363.28kg/m3，坚实度为90.23%。本研究可为生物质常温致密成型技术及其设备的研发提供参考。     

不同含水率对油莎豆物理特性及力学特性的影响

为探究不同含水率条件下油莎豆的物理特性及力学特性,减少油莎豆在收获、干燥、清洗等过程中受到挤压摩擦而产生的机械损伤,开展5种含水率(20％,25％,30％,35％,40％)水平下油莎豆的主要物理特性及力学特性试验.试验结果表明,含水率在20％～40％范围内,随着含水率的升高,油莎豆平均几何粒径显著增加;滚动摩擦系数呈线...     

Mechanical Behaviour of Macadamia Nut under Compression Loading

The operation of cracking Macadamia nuts is the most critical and delicate step for achieving high-quality kernels. The nuts, usually at high moisture content, are dried to a recommended moisture, before cracking, in a process that takes from 3 to 4 weeks at the expense of large energy consumption. The present paper examines the basis of shell rupture which is needed for the development of new methodologies or techniques to reduce the drying period and to obtain a more efficient kernel extraction process. Requirements in terms of force, specific deformation and energy for initial rupturing of the macadamia nut shell under compression were experimentally investigated as a function of moisture content, nut size, and compression load position. The experiments have shown that there is a compression position for which force, specific deformation and energy values are minimal, independent of nut size and shell moisture. A damage evaluation of compressed nuts showed a trend for the void between kernel and shell to be the greatest at this position with the force acting longitudinally through the hilum.     

小麦秸秆压缩弯曲特性试验研究

为给秸秆圆捆打捆装置和其它打捆机构提供相应的力学参数和理论基础,根据麦茎秆的几何尺寸,并利用万能试验机控制夹具加载速度对不同含水率的麦秸秆进行弯曲、轴向压缩和径向压缩等力学特性试验,得出载荷-位移等曲线,并获得相关力学参数数据。利用Origin将数据直观地反映出来,再用MatLab对试验数据进行拟合,得出拟合方程。试验结果表明:麦秸秆压缩所需要的力大于弯曲所需的力;含水率和夹具加载速度在一定范围内时,无论是在麦秸秆的弯曲试验还是压缩试验中,载荷峰值的大小与加载速度和含水率都有关,因此在设计打捆压缩成型机构时需考虑含水率与其关键机构工作转速对打捆装置的影响。     

环模秸秆压块机秸秆压缩力试验研究

试验采用四因素五水平二次回归正交旋转中心组合设计法,以水稻秸秆和稻壳为原料,主轴转速、含水率、稻壳含量和秸秆长度为试验影响因子,秸秆压缩力为试验指标,利用9JYK-2000A型环模秸秆压块机进行秸秆压缩力试验研究。结果表明:当主轴转速为170r/min、含水率为20%、稻壳含量为30%、秸秆长度为15mm时,秸秆压缩力有最佳值为20.407k N;各因素对环模秸秆压块机秸秆压缩力贡献率主次顺序依次为:含水率秸秆长度稻壳含量主轴转速。试验验证可知:该组合下试验值与试验模型预测值之间相对误差平均值为1.9 4%,可以为环模秸秆压块机压缩机理研究和分析提供必要的参数依据。     

Some Physical Properties of Lentil Seeds

Several physical properties of lentil seed were evaluated as a function of moisture content. The average diameter, thickness, unit mass and volume of seed were 6·64 mm, 2·65 mm, 0·070 g and 49·08 mm³respectively at 6·5% m.c.d.b. Studies on rewetted seed showed that as moisture content increased from 6·5 to 32·6% d.b., bulk density decreased from 1190 to 935 kg/m³, porosity increased from 27·4 to 32·0%, projected area increased from 56 to 82 mm²and terminal velocity increased from 10·95 to 12·06 m/s. The static and dynamic coefficients of friction of lentil seed against galvanized sheet metal, plywood and rubber surfaces increased with moisture content in the range from 6·5 to 32·6% d.b. The largest coefficient of friction was against a rubber surface, ranging from 0·374 to 0·532. The effect of moisture content was as great as or greater than the difference between the surfaces.