苹果果肉各向异性力学特性分析和试验研究

对苹果果肉的各向机械特性进行压缩试验,获得在不同压缩速率下,不同部位、不同深度处苹果果肉的机械特性。结果表明:对于同一取样部位,硬度、脆度、咀嚼性和弹性值,外层果肉均高于内层果肉,只有粘度值为内层果肉高于外层果肉;对于同一取样深度,硬度、脆度、咀嚼性和弹性的分布规律近乎一致,从果梗部到底部依次减少,但粘度值不断增加。研究结果为苹果的后续加工、储存和采摘机械设计提供参考依据。     

苹果损伤力学特性

为了减少采摘机器人在采摘苹果的过程中对苹果果皮造成挤压和碰撞等机械损伤,对苹果机械损伤规律进行研究。以成熟红富士苹果为试验材料,采用CMT6502型精密型微控电子万能试验机进行压缩试验。通过分析苹果方块受压时的力学特性,建立其受压力学模型,计算得到苹果的抗压弹性模量为2.091 MPa,受压时的最大弹性限度0.130 MPa,苹果方块受压时的弹性模量变化基本保持在5~7 MPa。当苹果方块受到的应力值达到其下屈服极限0.125 MPa时,苹果方块形变加快。此研究可为苹果的机械损伤做出较为合理的预判。      

马铃薯跌落冲击力学试验与分析

针对马铃薯在收获期间的机械损伤和跌落损伤等问题,通过搭建马铃薯跌落冲击力学测试试验台,开展马铃薯跌落损伤试验。以马铃薯质量、碰撞面倾角、跌落高度为变量,以碰撞力为评价指标,进行三元二次回归正交旋转组合试验,建立了各因素与碰撞力参数指标的影响回归模型。利用Design-Expert13数据软件分析得到变量间多因素交互作用响应图。试验分析结果表明：当碰撞面角度一定时,碰撞力随着马铃薯质量、跌落高度的增加呈上升趋势;而当马铃薯质量、跌落高度为定值时,碰撞力随着碰撞面角度的增加呈先上升后下降的趋势。研究结果可为马铃薯挖掘机薯土分离装置的结构优化提供数据支持和理论依据。     

木薯茎秆茎向力学特性试验研究

为研究木薯茎秆力学特性沿茎秆方向的分布规律,对其进行了压缩、剪切、弯曲试验,以加载方向、茎秆直径为试验因素,以最大承载力为响应指标。结果表明:沿径向加载时,压缩力最大,剪切力次之,弯曲力最小;沿轴向加载时剪切力最小。同时,给出各方向加载情况下受力与茎秆直径的线性方程。     

生姜力学特性的试验研究

为解决生姜机械化收获损伤率高等问题,探讨了生姜的物理及力学特性。通过试验,测定了收获期生姜含水率为89%～93%,且中部最高、上部次之、下部最低。通过弯曲试验,确定子姜从母姜断裂时的抗弯强度为(1.067±0.033)MPa。借助Design-Expert 12软件,确定了生姜取样位置、取样角度对抗压强度显著,取样位置对抗剪强度显著。通过测定生姜抗压强度试验及抗剪强度,结果表明：生姜上部抗压强度平均值为0.77MPa,弹性模量平均值为2.74MPa,剪切强度平均值为0.47MPa;生姜中部抗压强度平均值为0.82MPa,弹性模量平均值为3.01MPa,剪切强度平均值为0.53MPa;生姜下部抗压强度平均值为0.74MPa,弹性模量平均值为2.95MPa,剪切强度平均值为0.46MPa。由此可见,在收获、运输等环节应尽量避免对生姜子姜上部、下部施加较大力,降低生姜损失。     

银杏种核力学特性试验

采用不同加载方向、含水率和载荷类型,通过压缩试验对银杏种核进行了力学特性研究.相同含水率下种核在各个方向上的破碎力不同,在宽度方向上最小,在厚度方向上最大.含水率对种核的压缩破碎影响很大,种核含水率越高核壳与果仁的间隙越小,所需破碎力越小,但果仁允许变形量较大.试验表明,含水率27.66%的银杏在厚度方向的破碎力为(135.82±24.48)N,当控制压缩头到果仁的移动距离在(2.4±0.5)mm,且不超过果仁允许的变形量2.23 mm时可以得到完整的果仁.     

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%。     

基于穿刺试验苹果力学性质的研究

质地是检测水果品质的重要标准,物性分析仪测得的力学指标可以准确地反映水果的品质特性。试验采用物性分析仪对苹果进行穿刺试验,测得不同测试形态、不同加载速率下试样的屈服力、破裂力、破裂深度、破裂能和果肉平均硬度等力学性质。结果表明:不同的测试形态对试样的力学特性有显著影响,对苹果整果试样纵向和轴向截面穿刺得到的力学指标较稳定。由整果纵向穿刺力学指标的相关性分析得出:除了果肉平均硬度,其他各力学指标间均有极强的相关性。     

大葱力学特性试验研究

大葱的高效收获对于提高地区经济发展水平有着重要的意义,但葱在机械收获时,对葱的力学特性缺少考虑,收获过程造成葱的损坏。以香葱和分葱为试验材料,在CTM6502精密型微控电子万能试验机上进行拉伸试验。通过分析葱受拉时的力学特性曲线,建立其对应力学模型,获得香葱试样被拉伸时的弹性模量为18.369 12 MPa,分葱试样被拉伸时的弹性模量为50.905 53 Mpa;香葱弹性极限强度为0.253 78 MPa,分葱弹性极限强度为0.164 46 MPa;香葱的屈服极限为0.643 07 MPa,分葱的屈服极限为0.358 16 MPa。上述力学数据结论可为大葱收获机械的夹持机构设计及工作参数确定提供理论依据。     

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。     

胡萝卜物理力学特性的试验研究

为掌握胡萝卜机械化收获中的设计参数与物理特性参数之间的关系,为今后研制胡萝卜联合收获机关键装备提供基础理论依据,通过田间试验获取相关数据,采用统计学的方法对胡萝卜物理特性指标进行深入研究。研究包括胡萝卜植株总长度、根部长度、茎叶长度、根部质量、根部最大直径、根部最小直径、茎叶根数、根部表面积及根部体积等参数。同时,利用回归分析的方法,研究了胡萝卜拔取力与各物理参数间的相关关系,为合理设计收获工艺方案提供理论参考。     

水稻芽种和玉米芽种力学特性的研究——基于材料力学试验台

为了充分利用现有的材料力学试验台,首先利用该试验台完成了低碳钢的拉伸试验,获得了低碳钢的弹性极限为432MPa,屈服极限为371MPa,强度极限为497Mpa;其次,利用该试验台进行了水稻芽种正面压缩试验和玉米芽种侧面的压缩试验,获得了水稻芽种的硬度和极限强度及玉米芽种侧面所能承受外载的变化趋势。结果表明:水稻芽种和玉米芽种受到压缩时的力学性能相似,在极限范围内所能承受的外力随位移的增加而增加,当超过极限范围时,所能承受的外力急速下降;水稻芽种正面压缩和玉米芽种侧面压缩的极限强度分别为0.014 1 MPa和0.0 2 5 MPa。     

油茶果生物力学特性便携式测试系统

为了能方便准确地测定油茶果的横向扭断力、纵向拉断力等生物力学特性,设计了一种野外便携式测试系统。该系统由伸缩杆、传感器、齿形末端装置、数字变送器及电源等组成,能够完成油茶果生物力学数据采集存储功能。测试系统设计成模块化,各部件能够快速拆装,以便于野外携带。试验表明:该系统性能稳定、测量准确,可满足油茶果生物力学特性检测的要求,为进一步研究油茶果的生物力学特性提供了方便。     

大蒜联合收获机夹持输送机构的设计与分析

针对现有大蒜联合收获机夹持输送机构存在的生产效率低、可靠性差等问题,设计一种柔性夹持输送机构。根据机具性能要求和大蒜的生长环境特征,阐述了夹持输送的结构和工作原理,通过对大蒜在夹持输送过程中的力学特性分析,确定了结构参数和技术参数。所设计的柔性夹持输送机构倾斜角为25°,输送带为B型双联带,夹持高度距离地面162mm可调,生产效率为0.2~0.5hm^2/h。该研究对大蒜可靠输送、降低伤蒜率、减少大蒜输送损失、提高大蒜联合收获机整机性能具有重要意义。     

荔枝物理参数和机械特性的试验研究

为了给荔枝精深加工机械的研发提供设计依据和理论基础,对荔枝的物性参数(球度、果壳厚度和鲜果平均密度等)和机械特性(压缩破坏载荷及变形)进行了测定.结果表明:机械加工中荔枝鲜果可以作为球体处理;不同部位果壳的厚度差异较大;各品种的密度都略大于1×103 kg/m3;压缩破坏平均载荷约60N;破坏时的平均变形量约10mm.     

香榧青果的物理特性和其坚果力学特性研究

通过测定的香榧假种皮青果、坚果和内仁的物理特性,包括其三轴尺寸、类球度、表面积等,对各种基本物理参数进行了分析总结;测定了不同含水率香榧坚果和内仁的破坏力、变形量,计算了香榧坚果和内仁的破坏能、刚性量。同时,分析了各压缩指标随含水率的变化规律,为香榧的采收、去皮加工、品质评价以及有关去假种皮机和破壳机械设备的设计、开发提供了有价值的参考依据。     

竹材的力学性能及磨料磨损性能研究

对天然竹材的力学性能以及磨料磨损性能进行了研究。竹材的拉伸强度、弹性模量、断裂延伸率和冲击韧性均在一定的范围内随纤维含量的增加而提高,顺纹拉伸强度比横纹抗拉强度大2 9倍以上,弹性模量为横纹的1.2倍以上,断裂延伸率为横纹的1 3倍以上。顺纹拉伸和冲击断口有明显的纤维拔出特征;而横纹拉伸和冲击断口具有解理断裂特征,为典型的脆性断裂断口。竹纤维具有比基体高的耐磨性,磨损表面以微犁切和微开裂为主要损伤特征。竹材的耐磨性能随竹纤维含量的升高而提高。     

采棉机液压机械无级变速器试验台设计与试验

设计了一种满足中大型采棉机行驶需求的液压机械无级变速器试验台,完成了各部分设计及搭建,并进行了相关试验.基于液压机械无级变速器工作原理和传动特性,针对自主研发的分矩汇速等差多段式液压机械无级变速器,提出试验台整体设计方案,确定试验台各装置组成,设计试验台动力负载部分、测控人机交互部分与传动固定部分,并进行相应试验.结果...     

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.