玉米秸秆力学性能研究及割刀有限元分析

发布时间：2021-02-12 21:12

　　本文以玉米秸秆收获技术为研究背景，研究玉米秸秆的力学模型、机械力学特性和秸秆切割刀具，为玉米秸秆的收获提供技术支持。主要研究内容及成果如下：（1）玉米秸秆主要由皮、髓、节等部分组成，且各部分有不同的物理特性和力学特性。本文以玉米秸秆为研究对象将其抽象为带皮的玉米秸秆和髓两部分，且皮与髓均为横观各向同性材料。建立了玉米秸秆整秆和整髓的不同材料复合而成的横观各向同性力学模型，并且利用复合材料力学理论、弹性力学理论对该模型进行了理论分析，得出了用位移表示的平衡方程。通过对比三种偏微分方程解法，确定有限元法为最佳解法。（2）从复合材料理论力学出发，通过传统工程材料试验方法，对玉米秸秆整秆和整髓进行了拉伸、压缩以及剪切等力学特性试验，得出了其载荷-位移曲线。利用spss处理软件处理所得数据，得出了玉米秸秆整秆和髓的抗拉弹性模量、抗压弹性模量、抗剪弹性模量、最大抗拉强度、最大抗压强度以及最大抗剪强度等弹性参数的平均值和标准差。通过比拟法得出无法测定的横观各向同性材料的弹性常数，确定了玉米秸秆及髓的部分弹性常数。（3）根据玉米秸秆平均几何尺寸建立髓和整秆的几何模型，在扭矩作用下进行ANSYS有限元模... 

【文章来源】：新疆农业大学新疆维吾尔自治区

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

玉米秸秆利用现状以及营养图

玉米秸秆的横截面图

茎秆的影响大很多，所以去除叶片仅仅留下茎秆，并且对秸秆做出相关假设：（1）玉米秸秆横截面为圆形截面，皮厚以及髓的直径尺寸均匀，将玉米秸秆视为通直圆柱线弹性结构；（2）茎秆（不含叶片）为通直圆柱杆，由三种材料力学性明显不同的皮、髓节构成；（3）考虑宏观特性，材料具有横观各向同性性质，忽略微观结构的不连续性及其微观缺陷；（4）材料各部分连接紧密，无相对错动，纤维均沿轴向排列（宏观上力学性质相一致）；基于以上假设和切割过程中玉米秸秆的受力，可建立力学分析模型。玉米秸秆计算结构简化为如图 2-2 所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米秸秆打捆技术研究现状的分析与探讨[J]. 韩国靖,吴尚华,赵新天,徐峰.  价值工程. 2012(31)
[2]玉米秸秆皮拉伸和剪切特性试验[J]. 陈争光,王德福,李利桥,单瑞霞.  农业工程学报. 2012(21)
[3]玉米秸秆利用概况及秸秆发酵前景展望[J]. 杨治平.  当代农机. 2010(08)
[4]对黑龙江四方山农场秸秆利用的思考[J]. 蒋德.  畜牧兽医科技信息. 2009(08)
[5]稻草秸秆力学特性研究[J]. 孙占峰,蒋恩臣.  东北农业大学学报. 2007(05)
[6]中国粮食主产区现代农业发展研究[J]. 杨春,刘耀光.  中国农学通报. 2007(10)
[7]国内外玉米收获机械研究现状及思考[J]. 郝付平,陈志.  农机化研究. 2007(10)
[8]玉米机械化收获探讨[J]. 杨凤仪,赵雅清,张鑫磊.  现代化农业. 2007(07)
[9]苎麻茎秆木质部力学性能试验[J]. 苏工兵,刘俭英,王树才,黄钺,文友先.  农业机械学报. 2007(05)
[10]作物秸秆的加工处理和应用[J]. 刘春桃.  湖南畜牧兽医. 2006(06)

博士论文
[1]苎麻茎秆力学建模及有限元模拟分析研究[D]. 苏工兵.华中农业大学 2007

硕士论文
[1]玉米秸秆力学特性试验研究[D]. 高欣.华中农业大学 2013
[2]玉米秸秆力学特性及饲草化部件研究[D]. 王妍.吉林农业大学 2012
[3]玉米秸秆力学模型及压缩成型设备研究[D]. 陈声显.吉林大学 2011
[4]玉米收获机定向输送装置的试验研究[D]. 王法昌.河南科技大学 2009
[5]2BMF-4型玉米免耕播种机的研究[D]. 赵娟伟.河北农业大学 2007
[6]实芯植物秸秆的力学模型及受压缩状态应力分析研究[D]. 崔英.中国农业大学 2005



本文编号：3031435