寒地玉米秸秆力学特性研究

为了合理利用玉米秸秆这种生物质资源，采集了寒地整株玉米秸秆，结合自制试验装置，利用电子万能试验机等设备，测试了整株玉米秸秆不同直径部位在相同加载速率下有节段径向和轴向压缩及无节段抗弯的力学性能。对试验数据进行了拟合，建立了相关数学模型，结果表明：当直径小于20mm时，轴向压缩实验中直径对压力影响并不明显，直径达到25mm左右时影响开始显现，直径大于29mm后影响非常显著；径向压缩时，离秸秆顶端较近的几节直径与压力近似线性相关，但随着直径的增加径向压力并不是均值上升，具有一定的离散性。抗弯试验中，在初始阶段压力在某一范围内上下波动，直径对压力影响并不显著；当直径大于23mm后，所需压力值显著增加；当直径大于30mm之后，直径对压力的影响产生了较为明显的波动性。试验数据真实可靠，拟合结果具有较强的可参考性，可为更好地开发利用秸秆资源及优化秸秆收获装置结构提供理论依据。     

玉米秸秆的力学特性测试研究

对玉米秸秆的茎叶连接力、叶鞘的抗拉特性和茎秆、叶鞘的抗冲击特性进行了测试。结果表明：这些力学特性是玉米秸秆的固有特性,具有统计规律性。茎叶连接力为O．7～16N,叶鞘抗拉力为3～21N,叶鞘抗冲击能量为0．5～3．8J,茎秆抗冲击能量为2．3～42．8J。并对影响这些特性的因素及其变化规律进行了分析。     

高粱秸秆力学特性的试验

为研究和了解高粱秸秆的相关物理机械特性,为高粱相关机械的研发提供相关数据,将高粱秸秆按两米的高度分为五部分,利用万能试验机对高粱秸秆进行压缩、弯曲、剪切等试验测试。分别选择压缩弹性模量、抗压强度、压缩功、抗剪强度、抗弯强度等为试验指标,以含水率、加载部位和有无节为因素进行试验和分析,分别进行不同部位之间的力学性能对比和有节处与无节处之间的力学性能对比。试验结果表明无节处的剪切功是3.75~5.33N·m;有节处的剪切功是4.86~9.79N·m。有节处的弯曲功是1.50~2.44N·m;无节处的弯曲功是0.69~1.25N·m。可以为高效、节能的高粱收获机械的设计提供参考。     

玉米秸秆物理机械特性试验研究

为深入研究免耕播种机破茬开沟装置切割秸秆的切割机理,以玉米秸秆为研究对象,应用万能材料物理试验机等仪器,对玉米秸秆在不同含水率时的物理机械特性进行试验研究.研究结果表明,在玉米秸秆直径和变形位移相同的情况下,随着玉米秸秆含水率的不断增加,秸秆弯曲载荷呈先下降后平稳趋势、穿刺载荷呈不断的下降趋势.     

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。     

玉米秸秆与小麦秸秆共热解特性试验研究

针对当前多原料混合共热解特性研究不清的问题,采用量大面广的玉米秸秆与小麦秸秆进行共热解试验。通过设定不同的炭化温度、升温速率、保温时间以及原料掺混比进行四因素三水平试验,分析不同工艺条件下的生物炭比表面积、固定碳含量、生物炭得率、热值和SEM等指标。结果表明:在炭化温度为550℃、升温速率为2℃/min、保温时间为45min、玉米秸秆与小麦秸秆掺混比为3∶7时,比表面积、固定碳含量、生物炭得率、热值四项指标综合较优。该研究可为生物质共热解工艺优化和设备开发提供参考。     

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。     

鲜秸秆还田最佳用量试验研究

本文通过对鲜活秸秆用量、标氮用量的产量之间关系的研究,肯定了鲜秸杆还田对当季的有增产效果,并运用回归方程求解了鲜秸秆还田最佳用量,对鲜秸秆还田一定的指导意义。     

玉米秸秆剪切试验研究

为了研究青贮玉米秸秆收获机的切割机理,以青贮玉米秸秆为研究对象,应用金属扭转试验机等仪器对含水率为一定值的玉米秸秆进行对比试验研究。使用spss软件对试验数据进行统计分析得出:完整秸秆和秸秆髓的剪切应力和抗剪切模量有很大不同,前者分别是后者的3.7倍和5.4倍,说明玉米秸秆作为一种自然界中天然存在的特殊复合材料,抗剪切模量为其横观同向性5个常数之一有很大的研究价值。     

玉米秸秆剪切试验研究

为了研究青贮玉米秸秆收获机的切割机理,以青贮玉米秸秆为研究对象,应用金属扭转试验机等仪器对含水率为一定值的玉米秸秆进行对比试验研究。使用spss软件对试验数据进行统计分析得出:完整秸秆和秸秆髓的剪切应力和抗剪切模量有很大不同,前者分别是后者的3.7倍和5.4倍,说明玉米秸秆作为一种自然界中天然存在的特殊复合材料,抗剪切模量为其横观同向性5个常数之一有很大的研究价值。     

大葱力学特性试验研究

大葱的高效收获对于提高地区经济发展水平有着重要的意义,但葱在机械收获时,对葱的力学特性缺少考虑,收获过程造成葱的损坏。以香葱和分葱为试验材料,在CTM6502精密型微控电子万能试验机上进行拉伸试验。通过分析葱受拉时的力学特性曲线,建立其对应力学模型,获得香葱试样被拉伸时的弹性模量为18.369 12 MPa,分葱试样被拉伸时的弹性模量为50.905 53 Mpa;香葱弹性极限强度为0.253 78 MPa,分葱弹性极限强度为0.164 46 MPa;香葱的屈服极限为0.643 07 MPa,分葱的屈服极限为0.358 16 MPa。上述力学数据结论可为大葱收获机械的夹持机构设计及工作参数确定提供理论依据。     

棉秸秆力学特性和拉拔阻力研究

棉秆力学特性是研究棉秆收获机械的理论基础。为此,通过采集不同时期的棉秆,测定力学性能和物理性能;通过典型相关性分析,研究棉秆的物理性能与力学特性的关系;采用线性回归模型分析棉秆起拔力、土壤紧实度、棉秆直径及棉秆含水率的关系,对模型进行优化并建立棉秆的起拔力模型。试验结果表明:抗拉强度在含水率最高为61%时达到最大值37.65MPa,当含水率在在15%～50%之间,棉秆的抗拉强度变化不大,平均抗拉强度集中在21.5～25.8MPa之间;对于抗弯强度,在含水率在为15%时达到最高值33MPa,当含水率在25%～55%之间,棉秆的抗弯强度变化不大,平均抗弯强度集中在23.5～27MPa之间;对于棉秆起拔力,在土壤紧实度为最低的3.3kg/cm时达到最小值340.7N,棉秆的起拔力随着土壤紧实度的降低而减小。通过典型相关性分析可知:棉秆的弯曲破坏载荷及拉伸破坏载荷与棉秆的直径和棉秆的含水率都有着显著的相关性,且棉秆直径对弯曲和拉伸破坏载荷的影响远大于含水率对棉秆拉伸和弯曲破坏载荷的影响;含水率与棉秆的抗拉强度呈正相关,与抗弯强度呈负相关。对棉秆的起拔力与棉秆含水率、棉秆直径及土壤紧实度进行多元回归分析,得到棉秆起拔力与棉秆直径以及土壤紧实度的模型为y=-111.73707+45.39254x_1+23.89125x_2,其拟合优度为0.81,可用于对棉秆起拔力的预测和拔棉秆机的设计研究。该研究对于推进棉秆机械化回收发展具有重要的指导意义。     

黄瓜藤秸秆力学特性与显微结构研究

为了找到园艺秸秆高效切割粉碎处理的内素,研究了黄瓜藤秸秆的力学特性与纤维结构。通过对比黄瓜藤秸秆根部、中部和头部拉伸应力-应变曲线发现,秸秆中部呈现塑性材料特性,头部和根部表现出脆性材料特点。黄瓜藤秸秆根部平均弹性模量是280.58MPa,远大于中部和头部的平均弹性模量198.81MPa和137.22MPa。通过对黄瓜藤秸秆的显微结构的进一步研究发现,黄瓜藤秸秆均是由表皮、机械组织、维管束和薄壁组织组成的,是一种多孔、筛状、不均匀的复合材料。这些都为研制切割机械、选择切割参数提供了设计依据。     

玉米苞叶力学特性试验研究——基于玉米联合收获机剥皮机构

玉米是我国重要的粮食作物,目前多数地区的玉米收获仍然以手工为主,收获环节已经成为制约玉米机械化生产发展的瓶颈。为此,以先玉335为样本,在测定玉米苞叶纵向和横向拉力的基础之上,分析玉米苞叶纵向拉力与苞叶层数的关系、横向拉力与玉米苞叶层数的关系以及苞叶纵向拉力与横向拉力之间的关系。试验结果表明:玉米苞叶纵向拉力的最大值为86.892 9N,最小值为57.357 6N;横向拉力的最大值为10.001 7N,最小值为3.771 2N;纵向拉力和横向拉力由外层到内层均呈减小趋势;玉米苞叶单位截面上纵向平均拉力约为横向拉力的8～10倍。因此,设计玉米联合收获机剥皮机构过程中,在权衡苞叶剥净率与籽粒破碎率的同时,应综合考虑苞叶纵向和横向的拉力。     

玉米秸秆力学参数与抗倒伏性能关系研究

玉米秸秆强度和弹性模量是影响玉米抗倒伏性能的重要因素.对5个玉米品种的秸秆进行了力学性能测试,表明不同品种的玉米秸秆强度及弹性模量存在明显的差异.探讨了玉米秸秆的弯曲强度和弹性模量的测定方法.设计了基于简支梁模型的玉米秸秆弯曲强度测定仪和基于悬臂梁模型的弹性模量测定仪,采用拉压力传感器、MCK-Y液晶显示控制仪等作为主...     

玉米秸秆厌氧消化产气特性研究

为了探究不同地区玉米秸秆在厌氧消化过程中的产气特性,文章以吉林省的玉米秸秆为发酵原料,采用实验室自制的批量式发酵装置,在恒温35℃±1℃的条件下,对其产气特性及木质纤维素含量变化与厌氧消化之间的关系进行分析,并与云南省的玉米秸秆厌氧发酵情况进行对比。结果表明:吉林省玉米秸秆的产气潜力要低于云南省玉米秸秆,但吉林省玉米秸秆的产甲烷潜力要高于云南省玉米秸秆;两种玉米秸秆发酵前后的有机质含量均发生变化,且产气潜力与半纤维素含量变化呈正相关,与木质素含量变化呈负相关;吉林省玉米秸秆的粗脂肪和粗蛋白降解率要低于云南省玉米秸秆,但吉林省玉米秸秆的能源转化率要高于云南省玉米秸秆。该试验结果不仅阐明了玉米秸秆的主要组成成分与厌氧消化性能间的关系,同时也对玉米秸秆厌氧消化的合理开发和生物能源化利用提供依据。     

玉米秸秆田间粉碎性能试验研究

为了弄清玉米秸秆田间粉碎时机车前进速度、粉碎刀具转速对秸秆粉碎功耗和粉碎合格率的影响,运用二次回归正交试验对田间玉米秸秆粉碎性能进行研究。田间试验发现:当玉米秸秆粉碎刀具转速从540r/min逐渐上升至630r/min时,秸秆粉碎合格率和粉碎功耗随着粉碎刀具转速的升高而升高;当机车前进速度由2.9km/h上升至3.16km/h时,粉碎功耗随着前进速度的增加而升高,但粉碎合格率则随着前进速度的增加而减小。同时,通过参数优化获得:当机车前进速度为2.9km/h、刀辊转速为597r/min时,得到秸秆粉碎性能最佳工作指标,即粉碎功耗为2.98kW,粉碎合格率为90.02%。     

谷物力学特性的试验研究

谷物在收获、运输和产后处理过程中总会发生碰撞、挤压等现象，使粮食产生破损。为此，针对谷物物理力学特性进行了试验研究，并分析了玉米、大豆、大米和红饭豆的摩擦特性、抗压特性，以及含水率对大豆摩擦特性和抗压特性的影响。结果表明：不同种类谷物的静摩擦因数及平均极限压力存在显著差异，平均静摩擦因数红饭豆>玉米>大米>花生；抗压特性试验中，测得大豆、花生、玉米、红饭豆的平均极限压力分别为101.92、27.37、78.89、34.01N。在不同含水率对大豆力学特性影响的对比试验中，大豆与合金钢摩擦片的静摩擦因数随含水率的增加而增大，平均极限压力随大豆含水率的增加而降低，二者呈负相关。研究结果可为粮食的物理特性参数研究提供重要依据。     

红麻茎秆力学特性试验研究

以六安大麻红麻试验站的新鲜红麻茎秆为试验对象,假定几何模型,对红麻的茎秆、韧皮部和木质部进行力学特性研究。根据复合材料力学理论、正交各项异性材料公式,得出红麻茎秆、木质部和韧皮部的轴向弹性模量分别为1101.11、656.56、2853.71MPa,径向弹性模量分别为11.36、18.12、6.67MPa、异性面径向剪切模量分别为55.83、91.12、47.59MPa,同性面轴向剪切模量分别为4.37、6.97、2.57MPa。试验可为降低生产装备在收割过程中对红麻茎秆韧皮纤维的损伤、提高割茬切口的质量、提升机械收获效率提供理论研究基础。