玉米秸秆振动压缩过程的应力松弛试验.pdfVIP

第 32 卷 第 19 期 农 业 工 程 学 报 Vol.32 No.19 88 2016 年 10 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Oct. 2016 玉米秸秆振动压缩过程的应力松弛试验 ※ 马彦华，宣传忠，武 佩 ，杨建宁，苏 赫，张 永 （内蒙古农业大学机电工程学院，呼和浩特 010018 ） 摘 要：中国玉米秸秆资源非常丰富，由于本身松散、密度低的特点，其贮运成本较高，压缩致密是解决这一问题的最 有效方法。在压缩过程中，玉米秸秆表现出的流变特性造成能耗高、压缩设备关键部件磨损严重以及生产率较低的问题， 是制约其推广应用的主要瓶颈。针对这些问题，该文将振动引入玉米秸秆的压缩过程中，在自行设计的振动压缩试验系 统上进行了揉碎后的玉米秸秆叠加振动与不加振动压缩应力松弛的试验研究，利用 MATLAB 软件的 2 阶指数方程对试验 数据进行拟合，得到玉米秸秆振动压缩过程的 2 阶 Maxwell 应力松弛流变模型参数，其拟合度均大于 0.9 。基于流变模型， 对应力松弛速率、应力松弛时间参数进行了分析，其结果为：压缩过程叠加振动，能够提高应力松弛速率、降低应力松 弛时间以及成型块内部的残余应力，从而可降低再次压缩的压缩阻力、提高产品质量以及生产率，为解决现有成型设备 高能耗低效率等问题提供了新的途径。 关键词：振动；压缩；秸秆；应力松弛；流变特性 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.19.012 中图分类号：S216.2 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2016)-19-0088-07 马彦华，宣传忠，武 佩，杨建宁，苏 赫，张 永.玉米秸秆振动压缩过程的应力松弛试验[J]. 农业工程学报，2016， 32(19)：88－94. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.19.012 Ma Yanhua, Xuan Chuanzhong, Wu Pei, Yang Jianning, Su He, Zhang Yong. Experiment on stress relaxation of corn stover during compression with assisted vibration[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(19): 88 －94. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.19.012 遍存在能耗高、关键部件磨损严重、生产率低等问题， 0 引 言 造成生物质压缩产品成本高，制约了其推广应用[9-13] 。为 中国秸秆资源非常丰富，其中玉米秸秆每年年产约2 解决现有压缩设备的高能耗低效率等问题，课题组利用 亿多吨[1-3] 。但由于其松散、分散以及季节性强等特点， 振动能减小摩擦、增加物料流动性，降低残余内应力从 每年玉米秸秆作为饲料、燃料以及工业原料的利用率很 而减小产品弹性恢复力的原理[14-19] ，将振动引入玉