甘蔗皮拉断应力力学特性研究

为了研究甘蔗(Saccharum officinarum Linn.)皮拉断应力的影响因素,以青皮甘蔗为试验对象,利用WD-200B型微机控制电子万能试验机进行甘蔗皮拉断正交试验,选取加载速度、含水率、加载部位为影响因素,以拉断应力为评价指标。结果表明,同一部位随着加载速度从10 mm/min增大到250 mm/min,甘蔗皮的拉断应力从31.95 MPa增大到44.89 MPa;加载速度50 mm/min时甘蔗皮的拉断应力从根部、中部、尾部呈现逐渐减小的趋势;随着含水率从45.71%减小到7.81%,甘蔗皮拉断应力先由从23.00 MPa减小到16.41 MPa,然后再增大到28.86 MPa;各因素对甘蔗皮拉断应力的影响主次关系为含水率、加载部位、加载速度。在加载速度为50 mm/min,含水率为20.10%,加载部位为尾部时,拉断应力最小。     

甘蔗节点的切割试验

以海南省临高县青皮甘蔗为对象,利用WD-200B型电子式万能试验机对青皮甘蔗节点进行了切割力学试验研究。试验结果表明,同一加载速度250 mm/min下,甘蔗节点的切割力呈现从中部、根部、梢部、尾部逐渐减小的趋势;同一部位下,甘蔗节点的切割力随着加载速度的增大稍有波动。以加载速度、加载部位直径作为试验影响因素,采用正交试验方法分析各因素对甘蔗节点切割力的影响。结果表明,各因素对甘蔗节点切割力的影响为加载部位直径>加载速度。在加载速度为100 mm/min,粗直径的甘蔗节点的切割力最小。     

棉花秸秆拉伸力学性能分析

[目的]分析棉花秸秆的拉伸力学性能,为其在砌体结构中的应用提供理论依据.[方法]采用电子万能试验机测定棉花秸秆不同品种、不同生长部位和不同含水率的抗拉强度及不同品种、不同含水率的弹性模量,研究其抗拉强度和弹性模量的变化规律.[结果]棉花秸秆抗拉强度和弹性模量受品种影响较小;在含水率近似相等情况下,棉花秸秆各部位的抗拉强度由根部向稍部逐渐降低;含水率为50%~75%的棉花秸秆抗拉强度最大;干棉花秸秆平均弹性模量大于含水棉花秸秆平均弹性模量;干秸秆平均弹性模量范围为2.38~6.33 GPa,含水秸秆平均弹性模量范围为1.22~2.83 GPa.[结论]含水率是影响棉花秸秆抗拉强度和弹性模量的主要因素,应作为配棉秆植物筋砌体结构应用的拉伸力学性能首选参数.     

橡胶果外壳破碎力试验

为了分析橡胶果外壳在不同条件下破碎力的变化规律,通过万能力学试验机对其进行破坏试验。采用正交试验,选取含水率、加载速度、加载方向、压板材料等因素,分析各因素对橡胶果外壳破碎力指标的影响。结果表明,随着加载速度、含水率的增加,破碎力总体呈上升趋势;正向放置时橡胶果的破碎力比横向放置时大;采用钢制压板时橡胶果破碎力比采用木制压板时大,对于破碎力的影响从大到小为加载方向、含水率、压板材料、加载速度。当加载速度为100 mm/min、加载方向为横向、压板材料为木制、含水率为低时橡胶果外壳破碎力最小。     

典型花生种子脱壳特性试验及有限元仿真研究

为研究花生种子机械脱壳变形和等效应力变化规律,改进脱壳装备设计,以辽宁地区主栽品种花育23和鲁花1号花生种子为研究对象,以破壳力和变形量为试验指标,加载速度、含水率、加载方式和品种为影响因素,对花生种子作单因素试验分析,建立花生壳和花生仁有限元模型,采用ANSYS软件对其静力学仿真。结果表明,加载速度、含水率、加载方式和品种对破壳力均影响显著(P0.05);加载速度增加25%,破壳力和变形量下降7.54%及2.11%;含水率增加6.6%,破壳力和变形量上升19.7%及8.5%。花生壳不同加载方式有限元仿真最大变形量分别为2.34、3.23和3.86 mm,变形量与压缩载荷之间存在非线性关系,花生仁最大变形量约为花生壳的32%,试验结果与有限元仿真相近。研究为优化花生种子脱壳设备关键部件设计,降低脱壳破损提供参考。     

不同铺放状态下稻秆卷捆压缩特性试验

为深入研究钢辊式圆型打捆机对完整稻秆的卷捆压缩机理,对完整稻秆进行了闭式压缩试验。针对捡拾打捆时完整稻秆在田间呈现的横向和杂乱2种铺放状态,利用自制压缩装置将稻秆压缩至220kg·m-3,通过试验分析不同的取样部位、含水率、加载速度及同一初始密度下不同加料量对最大压缩力的影响。结果表明:压缩至同一密度时,稻秆杂乱铺放状态比横向铺放状态所需的压缩力明显大。稻秆横向、杂乱2种铺放状态下的最大压缩力模型决定系数分别为0.95和0.90。各因素对最大压缩力的影响规律相似:稻秆含水率越大,最大压缩力越小;取样部位越靠近稻秆根部,最大压缩力越小;同一初始密度下随加料量的增加,最大压缩力先上升后下降;随加载速度的增加,最大压缩力呈先缓慢上升后下降变化趋势,其中含水率对稻秆压缩特性的影响最显著,说明横向铺放状态下高含水率的稻秆更易于钢辊式圆捆机的卷捆压缩。     

花生籽粒力学特性的研究

选择花生籽粒最大挤压破碎力为指标,以施压方向、含水率为因素,对其进行全因子试验,并分析花生籽粒在不同含水率、不同施压方向下的力学性质。结果表明:施压方向、含水率对花生最大挤压破碎力均有极显著影响;花生籽粒在受力面不同时所承受的最大挤压破碎力有较大的差异,在同一含水率的条件下,腹面承受的破碎力最大,侧面次之,顶面最小;在同一挤压面下,当含水率大于6.6%时,最大挤压破碎力随含水率的增加呈现逐渐减小的趋势,其原因与花生籽粒内部结构有关。     

面向采摘机械手的蒜薹力学特性试验研究

为确定蒜薹的机械化采摘参数,以收获期蒜薹为对象,进行不同部位蒜薹的拉伸和压缩试验,以及整根蒜薹的拉伸试验。结果表明:拉伸初期,拉应力与应变近似线性增长,表现出弹性材料的特征;当应变增大到一定值时,拉应力随着应变缓慢增大,表现出弹塑性材料的特征。从顶部到根部,蒜薹的最大拉应力单调递减,最大压力总体呈现减小的趋势,蒜薹的弹性性能逐渐减弱,相同压力下的压缩变形量依次减小。当拉伸速度为20mm/min时,90%的蒜薹在根部断裂,此时最大拉应力为(1.2±0.1)MPa,最大应变为0.15±0.04。采摘机械手夹持蒜薹的最佳部位为蒜薹中部以上,夹持载荷应4.1N/mm。可用对数函数和多项式函数分别表达蒜薹的拉应力与应变及压力与压缩变形量的关系。     

麻风果种子力学特性的试验

为了研究麻风果种子的力学特性,进行了单因素试验和三因素三水平正交试验,以含水率、加载速度、加载方向为试验因素,以破壳力、破壳变形量、破壳能耗为响应指标.结果表明:沿y方向加载时各力学特性指标最小;由单因素试验得出了含水率、加载速度、加载方向对各试验指标的影响规律;通过正交试验和方差分析得出了影响麻风果种子综合破壳效果的主次因素依次为加载方向、加载速度、含水率.两组最佳破壳组合为:含水率7.11%、加载速度20mm/min、加载方向y方向或者含水率23.69%、加载速度5mm/min、加载方向y方向.     

玉米秸秆力学特性的研究

研究玉米秸秆的性质、组成结构特性与力学特性之间的关系,可为农业机械设计及秸秆综合利用提供理论依据。基于万能材料试验机,对玉米秸秆的径向压缩特性和弯曲力学特性进行分析。结果表明,相同加载速度下,玉米秸秆根部的压缩最大载荷力和弯曲应力均大于中部和上部;相同部位条件下,加载速度增大,压缩载荷和弯曲载荷随之增大。试验结果可为玉米的增产、增收及我国农作物秸秆资源的进一步综合开发利用、新工艺设备的开发研制提供理论依据。