压缩速度对农业物料压缩过程影响的试验研究

以改造后的9KG-350型液压式高密度捆草机为试验装置,利用变频控制和测试技术,将摘穗后含水率为60%的玉米秸秆进行压缩试验研究。根据试验数据,分析在一个压缩过程中压缩速度的变化、压缩速度对压缩过程各参量的影响,以此确定在一个压缩过程中合理压缩速度的变化规律,为压缩理论的充实和压缩设备的优化设计提供理论依据。     

玉米芽种损伤特性研究

研究玉米芽种的损伤特性对芽种损伤结果的量化、芽种成活率的提高有重要意义。利用CTM2050微机控制万能拉压试验机,对含水率30.2%、42.1%的德美亚1号芽种及对德美亚1号、垦沃3、先锋38P05三种黑龙江常见玉米品种芽种进行了静压破损试验,获得了损伤载荷与芽种成活率关系曲线、含水率和品种对芽种成活率的影响;叙述了芽种隐性机械损伤的内部机理和谷物损伤载荷随变形量的变化规律,并通过查阅文献得到芽种内部应力裂纹扩展力。表明含水率和品种对芽种成活率有影响,芽种损伤沿淀粉颗粒断裂现象多于穿淀粉颗粒断裂。     

高粱籽粒压缩力学特性研究

为探索高粱籽粒在播种、收获、储运及加工过程中的机械损伤规律,研究了高粱籽粒的压缩力学特性。选取晋杂34号、辽杂37号、兴湘梁2号3个高粱品种的籽粒为研究对象,研究品种、含水率、压缩方向对压缩变形量、屈服载荷、破坏能等指标的影响规律。结果表明：品种、含水率、压缩方向对高粱籽粒的压缩变形量、屈服载荷、破坏能的影响显著（P<0.000 1）;随着含水率的升高,屈服载荷呈下降趋势,压缩变形量和破坏能呈先减小后增大的趋势;相同含水率下,3个高粱品种籽粒的Z轴方向对应的压缩变形量、屈服载荷、破坏能均最大,Y轴方向次之,X轴方向最小。该研究结果为高粱播种、收获及储运等装备的研制优化提供理论参考。     

数字散斑分析技术在定向刨花板水分吸放循环中的应用

  目的  旨在深入研究水分对定向刨花板(oriented strand board, OSB)力学性能的影响规律。  方法  选取13和19 mm共2种厚度的OSB为研究对象，调整试件含水率及对试件进行吸放水循环处理，使用万能力学试验机压缩试件，同步使用数字散斑相关分析技术记录试件的面内应变分布。  结果  含水率和吸放水循环次数增加，均会增加试件厚度和压缩变形。压缩载荷作用下，压缩和剪切应变均多始于OSB试件厚度方向上的中心区域。吸放水循环会释放OSB表层内应力，造成试件表层区域结构疏松和载荷作用下表层压缩应变集中。含水率为20%时，试件压缩变形增加70%，且面内应变分布规律改变，具体表现为试件中心区域应变集中现象弱化。吸放水循环使试件面内应变增加，但对应变分布规律影响较小。8次吸放水循环后，试件压缩变形增加约30%。  结论  含水率和吸放水循环次数的增加均使OSB的抗压强度下降和厚度方向上的应变增加，含水率增加会造成应变分布改变但吸放水循环对应变分布影响不明显。图7表1参23     

玉米挤压特性与ANSYS仿真分析

玉米的挤压力学特性决定着玉米含水率检测装置的精度设计,为了合理设计检测装置碾压双辊的结构以及匹配含水率检测工艺,有必要对玉米进行挤压力学特性试验研究。以冀单20号玉米为样品,运用万能试验机进行了整粒压缩试验,以考察其抗压强度、弹性模量和变形能的变化;基于三维尺寸建立玉米仿真力学模型,应用ANSYS模拟试验施加载荷获得玉米整粒挤压受力云图。试验结果表明,湿基含水率为15.5%的玉米,其抗压强度平均值为1.74 MPa,弹性模量平均值为27.69 MPa,变形能平均值为92.18 N·mm,运用SPSS软件对挤压力值与变形能进行曲线回归拟合,得知其呈三次多项式关系。将试验结果与仿真结果进行对比,两者破裂位置与方向一致,误差在1.72%以内,表明仿真模型能有效模拟玉米受力变形。ANSYS仿真分析为研究玉米干燥装置设计提供了基础模型。     

碎玉米秸秆青贮打捆试验研究

碎玉米秸秆的压缩特性对压缩工艺的优化、压缩设备的研制等均有重要影响。采用青贮圆捆机对碎玉米秸秆进行卷压试验,研究了不同含水率、喂入量、挤草辊转速对压缩特性的影响,对卷压力与卷压密度的关系进行了分析,建立了碎玉米秸秆卷压过程的压缩模型,为卷压工艺的深入研究和圆捆机的优化设计提供依据。     

典型花生种子脱壳特性试验及有限元仿真研究

为研究花生种子机械脱壳变形和等效应力变化规律,改进脱壳装备设计,以辽宁地区主栽品种花育23和鲁花1号花生种子为研究对象,以破壳力和变形量为试验指标,加载速度、含水率、加载方式和品种为影响因素,对花生种子作单因素试验分析,建立花生壳和花生仁有限元模型,采用ANSYS软件对其静力学仿真。结果表明,加载速度、含水率、加载方式和品种对破壳力均影响显著(P0.05);加载速度增加25%,破壳力和变形量下降7.54%及2.11%;含水率增加6.6%,破壳力和变形量上升19.7%及8.5%。花生壳不同加载方式有限元仿真最大变形量分别为2.34、3.23和3.86 mm,变形量与压缩载荷之间存在非线性关系,花生仁最大变形量约为花生壳的32%,试验结果与有限元仿真相近。研究为优化花生种子脱壳设备关键部件设计,降低脱壳破损提供参考。     

典型品种花生米静压力学特性及有限元分析

为深入研究花生米的力学特性,从机理上解决花生脱壳机械加工过程中的花生米破损伤问题,选取辽宁省主栽花生品种大白沙、黑花生、两粒红和小白沙为研究对象,使用万能物料试验机进行花生米静压力学特性试验,分析不同含水率(4%、14%、21%和32%)、不同放置方式(正放、侧放和立放)下各品种花生米的破损形式、破损力、变形量及压缩功的变化情况,并使用有限元法,对花生米组织内部的应力和应变情况进行建模分析。结果表明:花生米的损伤形式与含水率有关,含水率为4%时,不同放置方式下花生米内部损伤均大于50%;含水率为32%时,不同放置方式下花生米内部损伤均小于20%;在5%的显著性水平下,花生米的含水率和放置方式对破损力有显著性影响,外力加载速度对破损力无显著性影响;花生米立放时的破损力普遍小于正放和侧放;花生米的破损力随含水率的增加而增加,二者近似呈线性关系;花生米破损过程中的压缩功随含水率的增加而增加;正面加载时,花生米水平方向横截面积越大,应力和位移越小;腹面加载时,子叶结合面处应力和位移最大;顶部加载时,中间部位应力最大,顶部位移最大。试验结果与花生米实际损伤情况相符,研究结论可为花生的运输、加工等环节技术参数的设计优化提供理论基础。     

玉米籽粒的压缩力学特性研究

为了研究玉米籽粒的压缩力学特性,对绥玉8号、冀单20号和陕单9号3个玉米籽粒进行了几何形状测量和压缩力学特性试验.试验测定了3个品种玉米籽粒的三维尺寸特性(长径、宽径、高径);通过万能试验机压缩试验,测得不同含水率下3个品种玉米籽粒的最大破碎力和对应应变值.结果表明,随着含水率的增加,最大破碎力和应变值呈线性关系上升,应变值上升趋势大于最大破碎力;根据试验数据,建立了3个品种玉米籽粒的最大破碎力和应变、刚度和应变的数学模型.     

玉米籽粒质构穿刺与原位压缩力学特性研究

[目的]探索一种测试玉米籽粒力学性质的新方法,建立一种物料力学研究新方法。[方法]对玉米籽粒分别进行传统穿刺试验和原位压缩试验,在不同加载速率(0.02、0.06、0.10 mm/s)及不同含水率(11.37%、13.86%、14.78%、16.13%、18.48%)下对各部位穿刺力学参数进行显著性和变异系数分析。[结果]加载速率0.02 mm/s、含水率14.78%的穿刺组试验结果最稳定;稳定组的原位压缩试验的最大破裂力、弹性模量和总功在某些部位与传统穿刺力学参数有较好的相关性,原位压缩破裂力和总功与传统穿刺的部分力学参数间存在极强的相关性。在验证了原位压缩试验可行的基础上,对原位裂纹图像分析可以更清晰地观察裂纹的形貌及扩展。[结论]原位压缩测试结果与传统穿刺力学参数间具有较好的相关性,原位压缩测试可代替传统穿刺测试。     

玉米秸秆的可压缩性试验研究

揉碎玉米秸秆的可压缩性对压缩设备的设计、优化以及压缩工艺的选择等均有重要影响。本文通过对揉碎后玉米秸秆可压缩性的试验研究,发现了在含水率、压缩速度一定的条件下,不同喂入量(初始密度)时揉碎玉米秸秆的可压缩特性,获得了体积模量与压缩量(压缩密度)关系曲线,并进行了对比分析。研究结果表明:对揉碎玉米秸秆进行压块处理时,其可压缩性随压缩量(压缩密度)成指数曲线变化规律,曲线中存在明显的拐点;揉碎玉米秸秆在含水率为20%、模孔形状为32mm×32mm×135mm(长×宽×高)、压缩速度为200mm/min时,其最佳压缩密度在240kg/m3左右。     

莲藕屈服强度和抗压强度的测定与分析

为探讨莲藕在压缩过程中的受力情况和不同藕节在不同的加载速率下抗压强度的变化规律,采用质构仪对鄂莲3537的不同藕节进行压缩试验,分析在不同的压缩速率下藕节间的压力-位移曲线,并得到对应的屈服极限和破坏极限。压缩试验测定的结果表明:各藕节的屈服极限和破坏极限都随着压缩速率的增加而增加;相同压缩速率下,3种藕节屈服极限的大小依次是第3节最大、第2节次之、第1节最小,不同藕节的破坏极限的大小依次是第2节最大、第3节次之、第1节最小。对屈服极限和破坏极限进行可重复双因素方差分析的结果表明:压缩速率和不同藕节对莲藕表面的屈服极限和破坏极限有显著影响,但两者的交互作用对莲藕表面的屈服极限和破坏极限无显著影响。     

含水率对西瓜籽性能影响的试验研究

含水率是影响西瓜籽性能的重要参数,通过试验获得在不同含水率(0.50%、3.80%、8.79%、13.54%、19.90%、29.60%、41.71%)下西瓜籽的破壳力与压缩变形的关系曲线,并分析不同含水率对西瓜籽各性能参数的影响.结果表明:西瓜籽的临界破壳力、临界压缩变形、抗压强度、单位变形、破壳能随着含水率的增加先升后降,西瓜籽的弹性模量随含水率的增加先降后升.     

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。     

方捆机压缩室切刀对玉米秸秆的切割参数优化

为了研究方捆机捡拾玉米秸秆打捆时压缩室切刀的切割性能,利用曲柄滑块式切割试验装置,以滑切角、含水率、切割频率、切割位置为试验因素,以切割功耗为评价指标进行试验研究。当切割位置定为第1节时(根部),优化的试验参数组合为滑切角23°、秸秆含水率20%、往复切割频率90次/min,切割性能最佳,切割功耗为37.6 J。研究结果可为玉米秸秆方捆机研发提供依据。     

荸荠压缩特性试验研究

为获得荸荠的力学性能参数及对荸荠破坏极限的影响,以荸荠的品种、压缩速率及压缩部位为试验因素,对荸荠进行正交压缩试验。通过分析其对应的力-位移曲线所得到相应的破坏极限Fb、破坏能Ub等参数的试验,得出结果表明,在相同变形的情况下,荸荠轴向所承受的载荷大于径向载荷。方差分析发现,荸荠品种、压缩部位以及荸荠品种和压缩部位之间的交互作用对破坏极限影响极显著,压缩速率对破坏极限影响显著,而荸荠品种与压缩速率之间的交互作用对破坏极限影响不显著。     

油菜茎秆抗压力学性能的分析与研究(英文)

[目的]为研究油菜茎秆生物力学性能与油菜茎秆倒伏之间的相关性。[方法]通过对四川农业大学油菜研究中心培育的4个不同品系的油菜茎秆进行轴向压缩试验,研究分析各品系油菜茎秆的最大承载力、最大抗压强度、弹性模量和惯性矩沿茎秆距地高度的变化规律,以及品系、含水率对油菜茎秆生物力学性能指标的影响。[结果]随着茎秆距地高度的增加,油菜茎秆最大载荷基本呈线性减小的趋势,最大值在距地50 cm以下。4个品系的茎秆的最大抗压强度和弹性模量均沿着距地高度的而增加,是增长缓慢,变化不大,可认为弹性模量基本不变;干油菜茎秆的最大承载力、最大抗压强度和弹性模量都高于湿茎秆,说明油菜茎秆的含水率显著影响其抗压力学性能;结合田间油菜的实际倒伏情况可知,1 号的生物力学性能最差,倒伏程度也最严重,6 号和 F5的生物力学性能比1号和9号要好,抗倒伏能力也更强。[结论]该研究为相关作物的机械化生产及其产品深加工等作业机械的设计提供设计参数和依据,能更好地揭示生物的物性本质,且该研究所用方法还能对茎秆作物优种筛选进行评价。     

猪羊筒骨断裂力学特性的试验研究

【目的】餐厨垃圾当中的有机物含量较高，容易腐烂变质，滋生霉菌毒素、病原微生物等有害物质，如果处理不当，极易引起环境问题和社会问题。为实现餐厨垃圾无害化与资源化处理，需要先对其进行破碎预处理。然而，餐厨垃圾不可避免地混有较为坚硬的骨头，且骨头含水率因时而变，直接影响其自身的破坏特性，这就给餐厨垃圾破碎预处理设备的研制带来了困难。【方法】以土淮猪和乌珠穆沁羊的筒骨为研究对象，利用万能试验机进行力学试验，获得其抗压强度、弯曲应力以及弹性模量等力学参数，研究其断裂特性，探讨含水率对断裂力学参数的影响规律，为后续骨头破碎过程的仿真分析和设备研制提供数据支撑。首先，通过筒骨、肋骨、肩胛骨等强度较高骨头的三点弯曲试验，确定出强度较大的筒骨为本文研究对象。其次，基于正交各向异性假设，分别对不同含水率下两种筒骨的轴向和径向进行压缩试验，获得其应力-应变曲线，从而获得筒骨断裂的力学参数。再次，对不同含水率的两种筒骨进行三点弯曲试验，获得其载荷-位移曲线，从而为后续仿真模型的验证提供依据。最后，对试验数据进行总结，分析含水率对筒骨断裂性能的影响。【结果】筒骨材料是一种各向异性的材料，压缩试验的加载方向对筒骨...     

玉米秸秆压缩基质对番茄、辣椒幼苗生长及营养元素吸收的影响

比较以玉米秸秆为原料制作的压缩栽培基质对番茄及辣椒幼苗的生长状况及营养元素积累的影响,以确定压缩基质块的基本组成,为玉米秸秆作为育苗基质提供依据。测定压缩基质的基本性质,观测番茄及辣椒幼苗的生长指标和生理指标以及营养元素积累情况,分析压缩基质块的组成对幼苗生长情况和营养元素积累的影响。含有腐熟玉米秸秆的压缩基质番茄和辣椒幼苗生长状况及营养元素积累优于含未经发酵玉米秸秆的基质;两种作物幼苗在栽培基质上各项指标具有相似的变化规律。其中在处理3(T3腐熟玉米秸秆∶蛭石=2∶1)压缩栽培基质上番茄和辣椒幼苗的出苗率、壮苗指数、根系活力、叶绿素含量最高,营养元素积累表现最佳,各项指标均比对照基质好。玉米秸秆压缩基质块可以作为栽培基质使用。     

水稻芽种静力有限元分析及性能的试验研究

采用ANSYS软件对水稻芽种基体进行了静力有限元分析,其模拟结果为静载荷下芽种基体的应力变化呈扩散型分布,其受力点处所受破坏最大,愈向外其破坏性愈小。模拟结果与压缩破坏敏感性试验结果相吻合,以受力4.5 N作为芽种基体的静压载荷的极限,超过这一极限,将会破坏水稻芽种的内部生理组织,影响芽种生长;同时推导出水稻芽种基体在静压载荷下的数学模型及试验水稻芽种继续生长率与静压载荷回归方程。