花生荚果力学特性研究

为深入研究花生的力学特性,减小花生在机械脱壳过程中的损伤,以大白沙、黑花生、两粒红、小白沙4种东北地区主摘花生品种为研究对象,设计了花生荚果静压力学特性实验;以花生荚果破损形式、破损力、变形量为实验指标,以花生品种、受力位置、含水率、加载速度为影响因素,对花生荚果损伤力学特性进行了分析。结果表明:受力位置、含水率对荚果的损伤形式有一定影响;含水率、放置方式、花生品种对花生荚果破壳力有显著影响;含水率、放置方式、加载速度对花生荚果变形量有显著影响。研究结论可为花生收获、脱壳等机械加工等工艺参数的优化设计提供理论依据和技术参考。     

花生仁压缩及剪切特性试验研究

以海花1号花生仁为研究对象,对其进行三轴尺寸、压缩特性及剪切特性测试。结果表明:花生仁的长度、宽度、厚度尺寸均呈正态分布;在立放、正放及侧放条件下,花生仁的变形量与所受压力均呈先增大后减小趋势,立放时花生仁的最大破损力最小,正放次之,侧放最大;在正放和侧放条件下,花生仁所受的剪切力均随调湿比例的增加先增大后减小;花生仁宽度、厚度越大,花生仁所能承受最大剪切力越大;在正向剪切情况下,花生仁所能承受的最大剪切力整体大于侧向剪切下承受的最大剪切力。     

花生基本物理特性试验研究

以辽宁主栽品种花育23和四粒红为例,研究花生荚果及籽粒生理特性,为花生脱壳机的设计提供理论参数和依据。试验表明,随着含水率的增加,花生米三轴尺寸、三轴算术平均径、几何平均径均增大,且三轴算术平均径、几何平均径与含水率之间存在较好的线性相关,相关系数分别为R=0.9814和R=0.98146。花生米在5种不同的含水率下,球度变化很小,即含水率对花生米球度影响不大。任何含水率下,四粒红花生荚果粒质量的平均值都大于花育23,而花育23花生米粒质量的平均值大于四粒红,四粒红花生荚果的壳厚与花育23的壳厚基本相同,这是由两品种花生的不同物理特性决定的。     

花生基本物理特性试验研究

以辽宁主栽品种花育23和四粒红为例,研究花生荚果及籽粒生理特性,为花生脱壳机的设计提供理论参数和依据.试验表明,随着含水率的增加,花生米三轴尺寸、三轴算术平均径、几何平均径均增大,且三轴算术平均径、几何平均径与含水率之间存在较好的线性相关,相关系数分别为R=0.981 4和R-0.98146.花生米在5种不同的含水率下,球度变化很小,即含水率对花生米球度影响不大.任何含水率下,四粒红花生荚果粒质量的平均值都大于花育23,而花育23花生米粒质量的平均值大于四粒红,四粒红花生荚果的壳厚与花育23的壳厚基本相同,这是由两品种花生的不同物理特性决定的.     

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。     

不同含水率下花生荚果静摩擦系数测定

为研究含水率对花生荚果静摩擦系数的影响,以花生主产区主要种植品种宛花2号、大白沙171为试验物料,利用DGF30/7-IA型电热鼓风干燥箱对花生荚果进行含水率调控(10.18%、13.57%、16.28%、20.66%、25.85%);利用静力学原理构建的静摩擦系数斜面仪测定花生荚果的静摩擦系数;采用单因素试验,分别分析花生品种、接触材料、荚果含水率对花生荚果静摩擦系数的影响。试验结果表明在含水率各水平下不同品种花生荚果与Q235钢板、大孔筛、小孔筛的静摩擦系数变化趋势相同;花生荚果静摩擦系数随含水率的增大而增大,宛花2号在不同含水率下与Q235钢板、大孔筛、小孔筛的静摩擦系数变化范围分别为0.388~0.611、0.494~0.819、0.553~0.975,大白沙171在不同含水率下与Q235钢板、大孔筛、小孔筛的静摩擦系数变化范围分别为0.42~0.622、0.608~0.822、0.619~0.892。在含水率各水平下花生荚果与不同接触材料的静摩擦系数变化趋势相同,其中大白沙171的静摩擦系数小于宛花2号;大白沙171花生荚果的流动性较好;研究结果可为花生循环干燥设备仿真模拟参数设置及优化设计提供参考依据。     

寒地水稻芽种静压力学性能的试验研究

为减少芽种在运输、播种过程中的机械损伤,以寒地水稻品种空育131为试验材料,对其芽种进行静压力学试验分析。同时,对7种19.07%~37.13%不同含水率的芽种,以一定速率加载,在平放、侧放和竖放形式下压缩,研究含水率对芽种压缩破损力、破损应力、弹性模量与破坏能各物理机械性质分布规律,建立了各种物理机械特性与含水率之间的回归方程。结果表明:同一含水率下,平放压缩破损力最大,侧放压缩时次之,竖放压缩时最小。静压力学性质试验分析结果为机械式精量播种机的播种装置设计提供了依据。     

基于Adams的花生脱壳机转速的优化研究

从节约能源角度出发,在对花生荚果进行冲击强度测试基础上,采用仿真软件,以花生脱壳部件所具有的动能逼近冲击强度为目标,对脱壳部件转速进行优化设计,并进行试验验证。试验结果表明,当转速约为360r/min时,花生的脱净率平均值为98.82%,破损率平均值为2.65%,满足花生脱壳要求。     

玉米种子抗压特性及裂纹生成规律

为降低玉米种子脱粒过程中的机械损伤,掌握玉米种子抗压特性及其裂纹生成规律,在LDS微机控制电子拉压试验机上,对不同品种的玉米种子进行了静态压缩试验.试验结果表明:最大破裂力随含水率的增加而降低;同一品种在相同含水率下,平放时最大破裂力最大,立放时最小,侧放时居中;同一放置方式时,不同品种玉米种子承载压力的能力不同;不同放置方式时,不同受压面生成裂纹的形状、部位和规律不同.     

花生脱壳加工物理机械特性试验

为分析花生物理机械特性对脱壳设备脱壳性能的影响,优化脱壳工艺与优选设备参数,以四粒红、白沙花生为试验物料,对花生荚果的物理机械特性进行了详细测定与描述性统计分析,并开展了与花生机械脱壳相关的力学特性试验.结果表明:四粒红花生较白沙花生荚果外形规整,脱壳前需对白沙进行分级处理,主要影响设备参数选择的是果仁宽、厚尺寸;不同品种、受压部位、加载速率、含水率及硫酸预处理对花生荚果破壳力均有影响.     

花生荚果冲击力学特性试验

为深入分析不同花生荚果脱壳方式的脱壳机理和研究花生荚果脱壳冲击力学特性,选择品种、放置方式、冲击角度、含水率四个因素,以花生荚果破壳能量作为指标对带壳花生荚果进行冲击试验。结果显示:品种、含水率、冲击角度、放置方式对花生荚果破壳能量均有影响。对于花育23而言,其中含水率的影响最大,冲击角度影响次之,最后是放置方式。该研究对进一步研究花生荚果脱壳机理、脱壳方法、脱壳力学特性分析,设计新型花生脱壳机有重要意义。     

花生收获摘果力试验及分析

为了降低花生挖掘收获过程中花生荚果掉果和摘果力,以河南省地区主推广种植的3个花生品种为研究对象,利用微机控制电子万能试验机、水分测定仪等相关试验仪器设备,对挖掘晾晒的花生植株各部分含水率随晾晒时间的变化以及果柄与荚果轴线同轴和不同拉伸角度的摘果力进行测定,并研究了3个品种花生从挖掘到含水率降至10％左右时,花生茎秧、果...     

基于Design-Expert的花生脱净率及破损率试验测试及分析

选用大白沙花生为试验材料,对现有花生脱壳机进行脱净率及破损率指标测试,并利用Design-expert软件对试验结果进行分析,建立影响因素与性能指标间的回归模型,并得出3D响应曲面。试验结果表明,确定最佳参数组合为含水率为17.68%、打杆转速为340r/min、筛网距离为14.02mm。依据优化组合的验证试验结果表明,脱净率平均值为98.26%,破损率平均值为2.82%,与优化结果基本吻合。     

激光切割花生荚果挤压断裂力学特性试验与分析

为了研究激光切割和准静态挤压对花生荚果断裂力学特性的影响,以豫花9326品种为研究对象,以断裂强力和断裂变形为试验指标,以不同激光切割强度、切割速度、切割方式对花生荚果样品进行切割预处理,再以不同挤压放置方式对花生荚果进行准静态挤压断裂试验。采用单因素试验方法,结果表明:当激光强度百分比分别为75%、100%,切割速度分别为150、100mm/s,激光切割方式分别为卧放切割、侧放切割,挤压断裂放置方式分别为立放挤压、正放挤压时,断裂强力和断裂变形为单因素试验下最低值;所有单因素中,挤压方式的改变使断裂强力和断裂变形的变化幅度均比较大。采用正交试验方法,结果表明:断裂强力和断裂变形两指标下试验因素从主到次的影响顺序依次为挤压方式、激光强度、切割速度、切割方式;当激光强度为100%、切割速度为100mm/s、切割方式为侧放切割、挤压方式为立放挤压时,效果较好,断裂强力为45.75 N,断裂变形为4 mm。对激光切割后的花生荚果进行力学特性研究,为花生荚果激光破壳预处理设备的工艺参数提供了理论依据和参考。     

滚筒筛式花生荚果复收机的设计与试验研究

针对花生收获漏果、掉果严重且缺少有效的花生复收机问题,为进一步减小花生收获损失率、提高收获效益,设计了一种牵引式花生复收机。复收机主要由挖掘装置、滚筒式分离输送装置、集果箱、机架及限深装置等组成,能够一次性完成花生荚果的挖掘、输送、除杂去土及收集等作业过程。其中,挖掘铲采用封闭铲面及栅杆结构,有效降低了挖掘阻力,提升了挖掘效果;采用滚筒式分离输送装置,实现了花生荚果的有效抬升及碎土清土,有效降低了花生荚果的含土率及破损率。田间试验结果表明：机具收获效果好,工作性能稳定,收获含土率低于4%,破损率低于2.5%,漏果率低于0.25%,生产效率达到0.21～0.37 hm²/h,可为进一步开发设计高效的花生复收收获机械提供参考。     

花生荚果离散元仿真参数标定

为保证花生荚果在仿真模拟试验时所用参数的准确性,通过实际物理试验与仿真模拟试验相结合的方法对离散元仿真参数进行标定。首先,通过实际物理试验测得花生荚果基本物理参数(外形尺寸、密度、含水率、容重、泊松比、弹性模量和剪切模量),依据实际物理试验测得的各物理量结果确定仿真模拟试验参数取值范围,开展Plackett Burman试验,筛选出对堆积角存在显著性影响的因素为：花生荚果—花生荚果静摩擦系数、滚动摩擦系数,花生荚果—钢板静摩擦系数。进一步通过最陡爬坡试验确定显著性因素的取值范围。开展Box Behnken试验,建立堆积角与显著性因素之间的二次回归方程,并以实际物理试验堆积角(31.63°)为目标值对方程进行求解,得到最佳仿真模拟参数：花生荚果间静摩擦系数、滚动摩擦系数,花生荚果—钢板静摩擦系数分别为0.74、0.24和0.58。最后,对试验分析后确定的最佳仿真参数进行仿真模拟试验,对取得的仿真模拟值与实际试验值进行独立样本T检验得出P>0.05,表明实际试验堆积角与仿真模拟试验堆积角无显著性差异,且相对误差为2.877%,验证了仿真模拟试验的准确性。通过对比其他物料参数标定时所用方法及试验结果,进一步表明标定后的参数可为相关研究提供参考。     

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。     

双滚筒气力循环式花生脱壳机设计

提出了双滚筒气力循环式花生脱壳机总体结构方案、二次循环脱壳与气力输送工作原理,进行了双滚筒脱壳装置、清选装置和传动系统等关键工作部件的结构设计.双滚筒脱壳装置由直径、转速不同的一次脱壳滚筒和二次脱壳滚筒以及各自的凹板筛构成;清选装置主要由振动筛和风机组成.花生脱壳试验结果表明:适宜含水率下花育23品种花生,在一次脱壳滚筒和二次脱壳滚筒转速分别为296、392 r/min时,花生脱壳综合性能指标最优,即花生脱净率为99.12％,花生仁破碎率为1.82％,花生仁损失率为0.40％.     

两段式花生摘果特性试验研究

为探明两段式收获条件下花生摘果特性,提高花生联合收获机的收获质量,以江苏宿迁地区天府9号为试验对象,应用室内与田间试验相结合的研究方法,研究收获期影响摘果特性的主要因素,揭示花生荚果含水率、晾晒时间、果柄力学特性和摘果作业质量的内在关系。结果表明:基于不同的试验条件与方法,果柄拉断力有所差异,但随晾晒时间(含水率)变化趋势一致,在晾晒2~3天时,果柄拉断力达到峰值,且秧柄节点拉断力大于果柄节点;确定最佳摘果时间为晾晒5~6天,并经捡拾联合收获机摘果试验验证。研究结果为摘果装置的结构参数和运动参数提供了直接依据,并为两段式收获模式下最佳捡拾摘果时间提供了参考,同时为深入研究摘果效率与摘果损失提供了参考。     

成熟期白芸豆压缩特性试验

白芸豆的炸荚损失与籽粒破碎是收获损失的主要部分,为了进一步减少损失,为白芸豆收获机和脱粒机研制提供参考,以寒地白芸豆为研究对象,测定了不同含水率对白芸豆的物料特性的影响,以及在不同含水率下和不同放置方式下白芸豆籽粒破碎所需要的最大静压力和豆荚炸荚所需要的最大静压力。结果表明:在一定含水率范围内,白芸豆的三轴尺寸、百粒质量、滑动摩擦角、自然休止角均随着含水率的增加而增加;当籽粒的含水率在12.3%时侧放和立放所需的最大静压力达到最大值,当豆荚(含籽粒)含水率低于21%时发生炸荚且立放炸荚所需的最大静压力最小。