沙柳材物理力学特性测定与分析

为研究沙柳材物理力学特性,按照木材物理力学性能测试方法和沙生灌木相关标准,测定了沙柳气干材的含水率,得到沙柳气干材的含水率为10.41%;对沙柳气干材分别进行顺纹拉伸试验、压缩试验、三点弯曲试验。结果表明:沙柳气干材顺纹最大抗拉强度为133.28 MPa;轴向、弦向和径向的抗压强度分别为73.00、11.20 MPa和12.84 MPa;抗弯强度为106.31 MPa。研究可为沙柳锯切仿真提供数据支持。     

霍普金森试验下沙柳顺纹动态力学特性分析

为研究沙柳顺纹方向的动态力学特性,利用分离式霍普金森压杆试验技术对沙柳顺纹浸泡材、生材和气干材的动态力学性能进行研究,分析应变率效应对试件动态力学性能的影响。将不同类型的沙柳顺纹试件在平均应变率为300,500和800 s-1条件下的动态屈服应力进行了比较并分析了原因,阐述了沙柳顺纹试件在动态压缩试验中的阶段特性,得到了3组试件分别在不同平均应变率条件下的破坏形态并分析了其形成原因。对试验结果分析后发现,沙柳顺纹方向具有较明显的应变率效应。在同一平均应变率条件下,沙柳顺纹材的动态屈服应力依次为浸泡材生材气干材。沙柳顺纹方向的动态应力-应变响应特性可分为弹性变形、塑性坍塌和失稳压溃3个阶段。3组沙柳顺纹试件在较高平均应变率的冲击载荷作用下均被压溃形成细小的片状碎屑,但是由于浸泡材和生材中的水分与纤维之间的摩擦力作用,使这两组试件中的细小片状碎屑仍黏在一起,未出现散落现象。     

基于LS-DYNA的沙柳锯切仿真分析及试验研究北大核心

为解决沙柳平茬作业中,因刀具结构不合理和工作参数不匹配造成的功耗大、刀具发热严重、茬口灼伤以及撕皮撕裂等问题,研究基于LS-DYNA建立沙柳圆锯片锯切显式动力学有限元模型,通过锯切单因素试验确定刀具结构参数(齿数、齿厚)和工作参数(转速、每齿进给量)范围,采用正交试验对参数进行优化组合,并测定了沙柳实际锯切过程中的转矩和功耗,验证了仿真结果的可靠性。结果表明:较优的参数组合为齿数80 T、齿厚2.0 mm、转速1 500 r/min、每齿进给量0.22 mm,该组合下锯切转矩为7.41 N·m,功耗为1 412 J;该刀具参数下锯切试验测得转矩为7.55 N·m,功耗为1 514 J,分别与数值模拟结果相差1.9%和7.2%。经综合评判优化的参数组合有效,且沙柳茬口质量满足复壮要求。