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...     

小麦秸秆的抗拉特性试验研究

农作物秸秆是一种重要的生物资源,对其力学特性的研究在农作物的加工利用方面有着重要意义。文中实验研究分析了小麦秸秆的抗拉特性,比较分析了不同生长部位的抗拉能力,判定出小麦秸秆中部位置较易断裂。同时得出含水率对小麦秸秆的抗拉能力有重要的影响,其表现为含水率高的秸秆抗拉性能弱于含水率低的秸秆,而含水率低的秸秆却比含水率高的秸秆容易断裂。     

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。     

玉米秸秆不同部位含水率特性和拉伸学特性研究

对玉米秸秆不同部位的含水率和拉压特性进行了研究,研究表明玉米秸秆不同部位的原始含水率自顶部至底部逐渐增大,且玉米秸秆在恒定的温度和相对湿度下达到失水平衡时,以及浸泡在恒温水浴中达到吸湿平衡时,其不同部位的含水率也表现出自顶部至底部逐渐增大。玉米秸秆不同部位含水率的这一不同,导致了其拉压力学特性也随玉米秸秆的部位不同而变化。     

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。     

秸秆类物料的力学特性研究现状与探索

随着农业工程学科的发展,深入研究秸秆类物料的力学特性越发重要,因为秸秆类物料的这一特性能够为农业收获机械、加工机械等提供必要的设计参数和理论依据。为此,从秸秆类物料压缩、剪切、拉伸和压缩力学特性的影响因素入手,介绍了秸秆类物料力学试验的国内外研究现状,提出了将秸秆类物料多种力学特性结合起来进行综合分析的理念,探究它们之间相关联处,并对其发展趋势进行了分析。     

玉米籽粒力学特性的研究进展及应用

玉米籽粒力学特性的研究,揭示了玉米籽粒机械损伤机理,为玉米低损伤收获、干燥、脱粒、加工、贮运及品质鉴定等相关装备的研究提供了理论依据.综述了玉米籽粒力学特性的研究进展,介绍了这一特性在工程中的应用.     

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。     

玉米秸秆粉闪速热解挥发特性模型

引入Arrhenius一级反应动力学模型方程,描述玉米秸秆粉闪速热解挥发特性。影响该模型动力学参数准确性的因素有挥发百分比、最终挥发百分比和颗粒停留时间。利用自行设计的层流炉装置进行热解挥发特性实验,获得了玉米秸秆粉的挥发和最终挥发百分比。利用PIV冷态实验结果,优化了热解挥发特性实验中颗粒停留时间计算方法,获得了更准确的颗粒停留时间。通过分析实验数据,得到了相应的热化学动力学参数:表观频率因子A和表观活化能E。结果表明,实验数据与模型预测数据有很好的一致性,说明所建立的模型实用性强。     

玉米秸秆的冲击式茎叶分离试验研究

阐明了玉米秸秆的冲击式茎叶分离原理，并建立了茎叶分离效果数学模型，优化确定了茎叶分离的最佳条件，分析了各参数对分离效果的影响规律。试验得出了玉米秸秆茎叶分离的最佳分离条件：冲击头线速度为26.76m/s，茎叶含水率为31.51%，喂入速度为0.14m/s。     

苎麻茎秆木质部力学性能试验

以苎麻茎秆木质部为试验对象,在RGT-10型微机控制电子万能试验机上进行了弯折、拉伸、压缩试验。试验结果表明：“华性14号”木质部的抗弯弹性模量为7358．69MPa,最大抗弯强度为40．77MPa;拉伸弹性模量为177．26MPa,最大抗拉强度为32．25MPa;压缩弹性模量为7．70MPa。相同部位木质部的抗弯弹性模量明显高于拉伸弹性模量,最大抗弯强度大于最大抗拉强度,木质部横向抵抗变形能力强。拉伸弹性模量与压缩弹性模量有明显差异,木质部属各向异性材料,建立力学模型应采用各向异性的本构关系。     

沟蚀发育的黄土坡面上秸秆覆盖防蚀效果研究

为评价玉米秸秆这一廉价资源的防蚀效果,利用人工模拟降雨试验,研究在黄土高原典型高强度侵蚀性降雨条件下,不同玉米秸秆覆盖方式(沟头缓冲带覆盖、沟内填充覆盖)及其组合对沟蚀发育黄土坡面侵蚀的防治效果。结果表明,对于有细沟和浅沟发育的黄土坡面,不同方式秸秆覆盖可减少坡面侵蚀量8.3%~46.2%,降低径流含沙浓度19.1%~49.6%。其中浅沟沟头覆盖+浅沟侵蚀带沟道全覆盖(H+G)和浅沟沟头覆盖+浅沟侵蚀带主沟道覆盖+细沟沟头覆盖(H+MG+RH)2个处理的防蚀效果最佳,二者分别减少坡面侵蚀量45.0%和46.2%。秸秆覆盖通过改变坡面径流与侵蚀产沙量的关系而非减少径流量来减少坡面侵蚀量。不同方式的秸秆覆盖均可降低径流流速、减弱径流挟沙能力以及径流侵蚀力,进而减少坡面侵蚀量,其中,浅沟沟头秸秆缓冲带覆盖和浅沟沟槽内秸秆填充覆盖均可减小流速42.6%以上。比较2种覆盖方式,沟头缓冲带覆盖较沟内填充覆盖在减少侵蚀方面更有效。因此,在沟蚀发育的黄土坡面上,用玉米秸秆缓冲带覆盖侵蚀活跃的沟头部位可达到最优的防蚀效果。     

绿云梨的动态特性试验研究

利用应力－应变动态试验测定了绿云梨的动态特性，发现在不同预知载荷、激振功率、成熟程度等条件下梨果实动态试验的弹性模量和相位角明显不同。在相同频率下，随预加载荷的增加弹性模量增加；在相同预载荷、激振功率和频率下，未成熟绿云梨的动态试验相位角较小，成熟绿云型的相位角较大，未成熟绿云梨的动态试验弹性模量较大，成熟绿云梨的弹性模量较小。     

基于穴盘苗力学特性的自动取苗末端执行器设计

通过对穴盘苗进行夹苗拉拔试验、钵体摩擦试验、钵体平板压缩抗压试验,研究分析了与自动移栽相关的穴盘苗力学特性,为机构设计提供依据。对穴盘苗自动取苗进行技术设计,得到两针钳夹式取苗末端执行器自动取苗的拉拔力与钵体抗压强度、夹持角度、夹持面积、静摩擦因数等参数的关系。利用建立的夹持参数关系,结合穴盘苗力学特性试验数据,设计了一种适应穴盘苗力学特性的自动取苗末端执行器。试制了物理样机,进行了自动取苗夹持力测试。测试结果表明,夹持力测试数据与理论计算数据无显著性差别,验证了理论设计的可靠性。在所测试的含水率下,当取苗频率为30株/min时,取苗成功率达到95.16%。     

小麦根系力学性能及微观结构研究

测定了小麦成熟期根系力学性能的主要指标,研究了根的应力-应变规律,观察了根的微观组织结构,得到了根的解剖构造图像,建立了小麦根的横截面力学模型.结果表明:小麦根是一种典型的多相、筛状、不连续、不均匀、各向异性的复合材料,根具有一定的强度和良好的弹性,其承载能力取决于机械组织厚度、维管束数量,以及各组织及其细胞之间的连接形式和连接强度,小麦初生根和次生根的强度极限分别为21.21～57.25 MPa和3.08～13.07 MPa.     

玉米种子力学特性的有限元分析

在建立玉米种子几何模型与有限元计算模型的基础上,通过有限元分析方法对玉米种子在压载作用下不同作用部位的应力分布进行了分析,获得了玉米种子在不同施力部位压载作用下的微观力学性质,从而为深入研究玉米种子的力学性质、损伤机理、优化脱粒机械提供理论依据。经模型计算和试验结果相比较,得出种子的宏观破裂位置和破裂方向与模拟结果相吻合,种子的宏观破裂是由内部裂纹引起。     

刨花形态对秸秆板材性能的影响试验研究

通过皮穰分离技术,将玉米秸秆去穰取皮后,以秸秆皮为刨花原料,落叶松单宁树脂为胶粘剂,选用两种典型的不同形态的刨花制造玉米秸秆刨花板;通过测试板材的物理力学性能指标,分析研究了刨花形态对板材力学指标及吸水膨胀率等的影响.试验结果表明,原料破碎得越细越有利于提高玉米秸秆刨花板的力学性能.     

小麦茎秆力学性能与化学组分试

为分析茎秆的力学性能与主要化学成分之间的相互关系,试验研究了小麦成熟期茎秆的主要力学性能,测定了茎秆不同状态下纤维素、半纤维素、木质素,以及蛋白质、脂肪和糖分等主要化学成分含量.结果表明:小麦茎秆最大拉力为182.38～242.74N,拉伸强度为30.36～52.65MPa,弹性模量为1143.44～1985.86MPa;纤维素、半纤维素和木质素的质量分数分别为22.58%～48.18%、10.85%～22.45%、4.83%～10.59%.小麦茎秆是由纤维素、半纤维素和木质素组成的天然高分子复合材料,呈各向异性,其强度和刚度主要取决于纤维素、半纤维素和木质素的含量及其链接形式和排列方式.     

农作物茎秆的力学特性研究进展

对农作物茎秆的力学模型、力学特性、茎秆微观结构与茎秆的力学特性关系进行了综合评述。目前对茎秆的力学性能的研究基本上还是参照工程材料的力学性能指标体系进行的,所建的力学模型还是将茎秆作为各向同性体,生物材料的复杂结构、粘弹性以及各向异性在目前的研究中没有得到很好的反映。提出了从材料科学的观点研究农作物茎秆的结构与功能特点,在建立茎秆材料模型的基础上,建立茎秆的力学模型与力学指标体系,进而建立茎秆材料的本构方程和破坏准则。