草类物料压缩试验研究中的突破性进展

在国内外草物料压缩试验研究的基础上,对新鲜草物料压缩流变进行试验研究,总结出了草物料压缩试验研究过程中几个带有突破性的进展,较系统地展示了草物料压缩研究逐步深入的历程和规律,对草物料压缩基础研究的发展有重要意义。在国外研究“闭式压缩”很长时间后,我国开始了“开式压缩”试验研究。从实验室的局部过程的试验研究,发展到压缩工程全过程的试验研究;从一般工程力学的研究,推进入到压缩过程流变学试验研究;从理论上的阶跃历程的流变学试验研究,跨越到工程上任意历程的流变学试验研究,将草物料压缩流变研究推向新阶段。最后又提出了变断面积的压缩流变试验研究,继续推进草物料压缩工程和草物料加工流变学发展。     

新鲜草物料压缩过程中应力松弛的试验研究

为了揭示新鲜草物料压缩过程中应力松弛的规律,探索压缩新鲜草物料工程优化设计的基本因素,以工程上最常用截面积为360×460mm的液压高密度捆草机为试验装置,采用多种压力、位移传感器和现代测试手段,选择了有代表性的新鲜苜蓿草、苏丹草(揉碎)和玉米秸秆(揉碎)作为试验物料,其含水率分别为48%,52%,62%。将每种物料分成若干个喂入量,每种喂入量进行一个完整的试验过程,测取与应力松弛有关的全部数据、信息。通过试验,揭示了3种物料中同一种物料不同喂入量时草片应力松弛的基本规律,以及3种物料在相同喂入量时的基本规律,从而为物料、喂入量对压缩工程的压缩力、功、功率、压缩频率等动力学参数优化提供了参考。     

草资源物料加工过程的基本性质分析与推理

根据对草物料压缩过程的试验研究,就与草物料加工过程有关的基本性质进行分析推理。对草资源物料加工的基本性质进行分析,旨在加深对草物料重要性的认识。研究的主体是草类物料基本性质的推理及关于开式压缩、闭式压缩的实质;压缩过程中流变过程的实质,尤其对压缩过程中应力松弛的实质的分析等都是草物料加工中最基本的问题。     

农业纤维物料压缩流变研究现状

分析了国内外农业纤维物料压缩研究的现状,指出了存在问题;（１）多属“闭式”小模型压缩试验研究。（２）理论研究与实际脱节。（３）在压缩过程中的影响因素考虑的不够全面。（４）对压缩过程被压缩物料的流变特性研究不够;（５）同时要求给出被压缩物料施加恒应力（或恒应变）,并指出应加强以下几个方面的研究;（１）不同喂入量以不同压缩频率压缩时的蠕变和应力缓弛问题,（２）压缩室内草片和草捆在不同位置的蠕变和应力松     

薇菜压缩应力松弛与蠕变力学特性研究

通过研究野生富硒植物薇菜茎的压缩应力松弛、蠕变粘弹性力学行为,可为绿色食品的物性学研究提供粘弹性力学性质数据。以吉林省汪清县野生薇菜茎为研究对象,进行压缩应力松弛、蠕变试验,得到薇菜茎应力松弛、蠕变数据和曲线,以及归一化应力松弛函数、蠕变函数曲线和应力、应变随时间变化的规律,表明薇菜具有良好的压缩粘弹性力学性质,属粘弹性材料。     

苜蓿在直接压缩过程中的力学特性研究

在多功能草物料压缩试验台上,以苜蓿干草为试验物料进行了压缩试验,研究了苜蓿在直接压缩过程中的力学特性,为降低压捆机的功耗、保证产品的密度以及压捆机的优化设计提供了依据。采用虚拟仪器分别获得直接苜蓿压缩过程中的力和位移信号,对该信号进行分析处理,获得了苜蓿在不同截面直接压缩时应力与应变的关系曲线,计算其弹性恢复率,揭示了压缩室截面积对弹性变形恢复率影响很大。试验表明,苜蓿直接压缩过程中的应力-应变关系为非线性,加载曲线与卸载曲线不同,且卸载曲线回不到原点。这表明,草物料在压缩时具有粘弹性,导致在推移、换向、卸载过程中产生应力松弛。     

饲用甜高粱秸秆压缩松弛试验研究

利用多功能电子蠕变松弛试验机及自制压缩装置,以揉碎的甜高粱秸秆为试验物料,选取不同的喂入量为试验因素进行压缩松弛试验研究。结果表明:喂入量对压缩后物料的变形恢复量的大小具有一定的影响,其恢复变形过程主要发生在应力衰减拐点处。依据试验数据建立了相应的数学模型,其拟合决定系数均大于0. 99,均方根误差均小于0. 09,对实际生产具有一定的指导意义。     

苜蓿在压捆过程中草片密度变化规律的研究

以优质干苜蓿为研究对象,在草物料压捆试验台上进行5种截面的压捆试验,布设了压力传感装置和位移传感器,采集整个压缩过程中作用在苜蓿草片上的压缩力与草片的厚度及草片所在位置,通过数据分析处理,得到了苜蓿在压捆过程中草片密度分布规律。结果表明:不同截面下草片在压捆室内压紧时和变形恢复后的密度分布规律基本相同,在压捆过程中草片的密度可分为3个区域—致密区、密度平稳区、密度降低区;并指出在密度平稳区,有一个自然形成的应力松弛过程,使草片内的弹性恢复应力减小,打捆最好在此区进行,有利于提高草捆形态的稳定性。     

牧草压缩过程应力松弛试验研究及压缩活塞的力学分析

应力松弛是牧草压缩过程中显著的流变学特性。研究压缩室不同截面下的应力松弛特性,可为牧草压捆机的压缩频率的确定提供理论依据。为此,以高密度压捆机为试验装置,以羊草为试验材料,分别以360mm×4 4 0 mm、3 6 0 mm×4 5 0 mm、3 6 0 mm×4 6 0 mm这3种压缩室截面进行试验,获得了压缩室不同截面下应力松弛特性。试验表明:在不同截面下开始应力松弛的前3s应力松弛明显,在3s之后应力随时间的推移而松弛放慢,超过10s应力松弛速率趋于水平,从尽可能使草片有较充分应力松弛和保证较高的生产率的综合角度出发,在实际牧草压缩生产中将压缩频率选在3~10s之间较合理。在试验的基础上,对压捆机压缩活塞进行力学分析,寻找出了压缩活塞工作过程中最容易变形的部位,为压捆机压缩活塞的设计及结构强度校核等提供了依据。     

压捆机压缩频率与压缩室三维应力关系的试验研究

压缩频率与压缩室三维应力直接影响牧草压捆机的生产率和结构尺寸,是主要设计参数。本研究以方草捆压捆机为试验设备,以羊草作为试验物料,研究开式压缩中压缩频率与压缩室三维应力的关系。在压捆机工作过程中,采集压缩过程中草物料在压缩室3个相互垂直方向上应力,分析三维应力间的相互关系,以及不同压缩频率下三维应力的变化趋势。结果表明:同一压缩频率下,三维应力值均随时间呈指数规律变化;压缩频率改变导致三维应力数值变化,但对三维应力本身变化规律无明显影响;单纯提高压缩频率会造成活塞轴向压缩力下降,进而影响其他两个方向应力。     

喂入量对新鲜玉米秸秆压缩规律影响的试验研究

为将新鲜作物秸秆资源开发成新鲜成型产品,对新鲜去穗玉米秸秆进行了压缩试验研究。根据试验结果,建立了压缩力与压缩密度的数学模型,确定了喂入量对压缩力、压缩密度、压缩功的影响规律,为新鲜草物料压缩工程优化设计提供基础依据;并在试验选定喂入量范围内,给出了较优喂入量,对实际生产有一定的指导意义。     

豆渣-玉米粉挤压膨化分散体系流变特性

为提高豆渣的利用率、拓宽豆渣在食品工业中的应用范围,研究了豆渣-玉米粉挤压膨化加工后所得分散体系的流变特性。分别考察了加工温度、喂料含水率和豆渣添加量对挤压产品分散体系流变特性的影响,并从频率扫描试验和蠕变及蠕变回复试验对豆渣-玉米糊进行了动态流变特性研究。频率扫描试验得到豆渣-玉米糊的流变特性符合幂律模型,蠕变及蠕变回复试验表明其蠕变特性符合伯格斯模型,且均拟合较好。     

我国草业机械工程发展趋势的研究

对草资源开发利用中的主要问题和基本矛盾进行了较深入的分析，同时对当代牧草收获、青饲料生产及草料加工机械系统，从工艺、机械及产品特点等方面进行了论述，其中着重对草产品和每种机械系统的优势及问题进行了深刻地解析。在上述基础上，提出了我国草业机械工程的新框架。对其进行了较深刻的论证，从而指出了我国草业机械工程发展的趋势，并提出需要重视和研究的一些问题。     

玉米秸秆木质纤维含量与应力松弛特性关联度研究

应力松弛是玉米秸秆重要的流变特性,直接影响到玉米秸秆打捆的压缩变形、生产率和功耗.利用INSTRON 3367材料试验机和自制压缩筒组件进行了玉米秸秆闭式压缩应力松弛试验,并测定了北京、辽宁、山东、湖北、陕西和重庆等地13个不同品种的成熟期玉米秸秆纤维素、半纤维素和木质素质量分数.以拟合应力松弛曲线得到的应力松弛时间、平衡弹性模量等作为应力松弛特性考核指标,采用灰色关联法分析玉米秸秆的应力松弛特性与木质纤维组成的相关性.研究表明,不同品种的玉米秸秆纤维素、半纤维素和木质素质量分数差异均显著(P＜0.05),应力松弛时间和平衡弹性模量主要与木质素质量分数相关,半纤维素质量分数主要与应力松弛时间相关,而三参数与纤维素质量分数相关度均较低.从微观角度来看,其关联度主要取决于各成分在细胞壁中的位置和功能.