棉秆压缩力学特性的研究

通过对棉秆的轴向压缩试验研究,得出其试验结果表明:棉秆在相同加载速率、不同节间、不同含水率条件下,其轴向弹性模量与抗压强度不同。棉秆的节间位置、含水率是影响弹性模量和抗压强度的重要因素。干棉秆的弹性模量与轴向抗压强度明显高于湿棉秆,而弹性模量与轴向抗压强度受节间影响,其平均值在节间2时最大。     

藜麦籽粒压缩力学特性的试验研究

为减少藜麦籽粒在收获与生产加工中受压缩而产生的破裂、破碎等机械损伤,通过对不同粒级的藜麦籽粒进行不同方位的静力压缩,研究藜麦籽粒在受压时的力学特性及与其基本物性参数间的关系。为此,测定了“蒙藜2号”的几何尺寸、球度等基本物性参数,并结合赫兹接触理论探究了不同压缩方位下粒级对受压籽粒力学特性的影响。试验结果显示:藜麦籽粒不同方位受压时,随粒级增大其破裂力、破裂能先增大后趋于平稳,弹性模量和最大破裂应力则存在先增大后减小的变化趋势。经方差分析可知:粒级变化对藜麦籽粒的最大破裂应力存在显著影响,且同粒级藜麦籽粒水平方位下的抗压能力大于垂直方位。结合试验结果与相关分析,可为藜麦收获及加工机械的设计与优化提供参考。     

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。     

红心萝卜力学特性试验研究

利用万能试验机对红心萝卜试样进行压缩、剪切及拉伸试验,研究了加载速度、位置对红心萝卜的弹性模量及抗压强度的影响,探索了红心萝卜力学结构,得到了红心萝卜皮的弹性模量和最大抗压强度,确定了红心萝卜的剪切特性。试验表明:加速度对弹性模量及最大抗压强度的影响显著,随着加载速度的增大,红心萝卜的弹性模量逐渐增加,而最大抗压强度先增大、后减小;当加载速度为10mm/mim时,抗压强度最大,红心萝卜头部弹性模量及最大抗压强度最大,中部次之,尾部最小;红心萝卜纵向试样的弹性模量及最大抗压强度大于横向试样的数值,红心萝卜芯部弹性模量及最大抗压强度大于萝卜外部试样的数值,红心萝卜皮的弹性模量及最大抗压强度比萝卜内部的小;红心萝卜的平均剪切强度为0.058MPa,剪切力峰值与试样的横截面积呈线性相关。     

葡萄嫁接苗木的切削特性研究

为给葡萄苗木嫁接机的切削装置提供设计依据和相关参数,研制苗木切削参数测量装置。该装置由切削模块、测控模块和支架模块三部分组成,可控制嫁接刀按设定速度切削,并可实时记录切削阻力、位移及速度等参数。选取SO4型葡萄砧木作为研究对象,对砧木切削阻力、切面质量随切削参数的变化规律进行试验研究。试验结果表明：增大切削速度可减少切面组织损伤,一般来说,当切削速度≥4 mm/s时,即可获得较理想的切面质量;粗度7.5～10.5 mm的砧木,当切削速度控制在4～10 mm/s之间,最大切削阻力最小,可称其为合理切削速度;在合理切削速度范围中的最大切削功在5.05 J左右;在合理切削速度范围内切削阻力随砧木粗度的增加而增大,最大切削力为728 N;该研究可为嫁接机切削装置的设计提供参考依据。     

芋头片微波干燥失水特性试验研究

芋头干燥是芋头贮存和深加工过程中重要的一个环节.为此,利用自制微波干燥装置对芋头片进行了微波干燥试验,研究了微波质量比功率、芋头片厚度以及芋头片形状对芋头片干燥失水特性的影响,指出芋头微波干燥过程具有阶段性,得出了微波质量比功率、芋头片厚度和芋头片形状对芋头片干燥失水特性的影响规律,为进一步了解芋头的干燥特性及应用开发提供了一定的依据.     

荔枝果核力学特性分析及试验

针对荔枝果核的物理机械特性,运用Hertz弹性接触理论,建立果核压缩过程力学模型.通过对荔枝果核的压缩试验,测得其理学特性参数,结果表明:荔枝果核在压缩过程中主要为弹性变形,达到破坏极限时,果核产生应力裂纹或破碎而破坏;果核的弹性模量在20～50MPa之间,最大值出现在压缩开始阶段,并逐渐减小,趋于稳定.上述结果为荔枝去核理论的发展及相关机械的设计等提供了必要的参考.     

大豆茎秆压缩力学特性的研究

为了研究大豆茎秆力学性能与大豆倒伏现象的相关性及对大豆的优种筛选进行评价,通过对大豆茎秆的轴向压缩试验,测定了3个品种、不同含水率和不同距地高度的最大承载力、最大应力、弹性模量和惯性矩.结果表明:干大豆茎秆的最大承载力、最大应力和弹性模量明显高于湿大豆茎秆;沿茎秆高度方向,最大承载力和惯性矩基本呈线性下降趋势,最大值在距地高度5cm以下;而最大应力基本上不变,弹性模量变化小,最大值在距地8～30cm处,最小值均在大豆茎秆顶端.不同品种间茎秆平均最大承载力、最大应力的差异明显:品种3的茎秆两者最小,品种2的茎秆两者最大.不同品种间的平均弹性模量和惯性矩也有差异:品种3的两者最小,品种1的两者最大.     

番茄力学特性的研究

通过对番茄的压缩试验，测得其力一位移曲线，得出在相同加载速率下，不同硬度的番茄在横、纵向压缩时的力学特性及刚度与变形之间的关系式。同时，对番茄皮进行了横、纵向的拉伸试验，得到了番茄皮的弹性模量与应变之间的关系表达式，确定了可以用整体番茄的破裂强度与破裂延伸率和番茄皮的破坏强度值作为番茄破坏的评价指标，为建立番茄力学模型及机械设计提供了力学参数。     

镶嵌固体润滑剂的自润滑刀具切削温度研究

在刀具前刀面月牙洼磨损区域加工装填MoS2固体润滑剂的微孔,制备了一种镶嵌固体润滑 剂的自润滑刀具（SLT〖CD*2〗1）,并与前刀面有孔但无固体润滑剂的刀具（SLT〖CD*2〗2）以 及传统刀具（SLT〖CD*2〗3）进行切削对比试验。用TH5104红外热像仪测试了3种刀具切削45 号淬火钢的切削温度变化规律。结果表明：SLT〖CD*2〗1自润滑刀具的切削温度明显降低,比 传统刀具SLT〖CD*2〗3降低15%～20%,SLT〖CD*2〗2刀具比SLT〖CD*2〗3降低5%～10%。通过切削 温度理论分析表明,由于自润滑刀具SLT〖CD*2〗1在前刀面形成润滑膜,降低了前刀面剪切应 力以及减少了刀屑接触面积,使得切削温度显著降低。     

原茬地种床整备侧向滑切清秸刀齿设计与试验

为探索原茬地播种机种床整备侧向滑切清秸刀齿对机具作业过程中秸秆缠绕度、振动强度、功率消耗和覆秸均匀度的影响,在阐述侧向清秸装置结构和工作原理基础上,对侧向滑切清秸刀齿结构及滑切面工作曲线进行了设计,确定了影响刀齿工作性能的关键结构与工作参数。应用四因素三水平正交试验方法,选取初始半径、起始滑切角、刀轴角速度和机具作业速度为影响因素,以秸秆缠绕度、振动强度、当量功耗和覆秸均匀度为评价指标,对影响机具作业性能的刀齿结构和工作参数组合进行优化分析。结果表明:在初始半径200 mm、起始滑切角30°、刀轴角速度42 rad/s、机具作业速度7. 2 km/h条件下,无秸秆缠绕,振动强度为159 m/s2,当量功耗为4. 9 k W,覆秸均匀度为0. 075。对比试验表明,优化后刀齿组合振动强度降低了46. 5%,当量功耗降低了29. 7%,工作过程中未出现机具堵塞现象。     

秸秆揉切机用刀片磨损的研究

对9RZ-60型揉切机用刀片进行了磨损试验,探讨了刀片材料、作业对象、装机位置和刃口形式对刀片磨损的影响,对65Mn、T10和Crl2MoV三种材料的刀片磨损表面形貌进行了微观分析,指出加工羊草时,刀片材料为主要影响因素,加工玉米秸和豆秸时,刃口形式为主要影响因素。刀片加工秸秆的磨损形式是以抛光磨损为主,辅之以硬杂质造成的磨料磨损。     

番茄果实力学特性及与成熟度关系的试验研究

采用完整番茄果实为试样,根据弹性力学赫芝理论及线形粘弹性理论,结合图像处理的方法,从平板压缩试验及应力松弛试验研究中,提取力学—流变学性质参数,并为果实的成熟度判别作应用探讨,为番茄的生产、运输,加工及分级等提供必要的方法与基础数据资料。     

谷子茎秆切割力学特性试验与分析

为减小谷子茎秆切割力、降低切割功耗,设计了茎秆往复式切割试验台,对谷子茎秆进行不同收获时间、茎秆部位、切割器组合形式、切割倾角、刀片斜角、平均切割速度和茎秆喂入速度的单因素切割试验,并在单因素试验基础上对平均切割速度、切割倾角和刀片斜角3个因素进行响应面试验。单因素试验结果表明:收获期茎秆极限切应力、单位面积切割功耗随含水率的增大而减小;基部起茎秆极限切应力、单位面积切割功耗总体上随茎秆高度的增加而减小,茎秆茎节极限切应力、单位面积切割功耗较茎秆节间大;茎秆双支撑切割形式较单支撑切割形式极限切应力、单位面积切割功耗小;切割倾角0°～20°时,茎秆极限切应力、单位面积切割功耗随切割倾角的增大先减小后增大;刀片斜角0°～48°时,茎秆极限切应力随刀片斜角的增大而减小,而单位面积切割功耗先减小后增大;平均切割速度0. 5～1. 5 m/s时,茎秆极限切应力、单位面积切割功耗随平均切割速度的增大呈先减小后平稳变化的趋势;茎秆喂入速度对切割力学特性无显著影响。响应面试验结果表明:试验因素对茎秆极限切应力、单位面积切割功耗影响的主次顺序为平均切割速度、刀片斜角、切割倾角,且最优切割参数为:平均切割速度1. 19 m/s、切割倾角7. 2°、刀片斜角36. 4°,最优参数下茎秆极限切应力和单位面积切割功耗分别为2. 88 MPa、22. 38 m J/mm~2,验证试验值与预测值相对误差不超过3. 5%。刀片斜角对比试验表明:刀片斜角36. 4°较30°(标准Ⅱ型动刀)切割谷子茎秆时,茎秆极限切应力、单位面积切割功耗分别减小了6. 6%、3. 9%。     

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。     

甜菜机械特性的研究

通过对完整甜菜在电子万能试验机上采用不同的速度进行压缩,得到了完整甜菜的压缩力-位移关系,同时发现在不同的压缩速度下甜菜的破裂位移是不同的,并且通过分析和计算得到了甜菜的破裂点和在不同压缩速度下的刚度,从而为甜菜的收获机械、制糖加工机械的设计以及甜菜制糖工艺提供了相应的力学参数.     

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。