玉米秸秆压缩加载条件对其裂纹和机器功耗的影响-IngentaConnect.PDFVIP

第 30 卷 第 3 期 农 业 工 程 学 报 Vol.30 No.3 2014 年 2 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Feb. 2014 163 玉米秸秆压缩加载条件对其裂纹和机器功耗的影响 刘立意，邴媛媛，董 欣，艾青牧，杨西同 （东北农业大学工程学院，哈尔滨 150030 ） 摘 要：针对中国北方刚收获的玉米秸秆含水率高需进行调质处理的情况，为设计玉米秸秆调质装置，该文通过 单因素试验，研究了压缩调质时加载方式（单点直压和三点弯曲）、加载位置（节间和节部）和加载方向（长轴和 短轴）对相同含水率玉米秸秆压缩裂纹、载荷和功耗的影响。结果表明：施压过程中，2 种加载方式的秸秆表皮 均沿轴向产生 4 条主裂纹，且其呈上、下、左、右对称分布。加载位置和加载方向相同时，三点弯曲和单点直压 开始产生各主裂纹的压下位移相近，但前者的载荷和功耗均低于后者。当达到最佳调质压下位移（18 mm）时， 三点弯曲载荷和功耗的均值较单点直压分别显著降低约 55.5%和 25.5% （α=0.05 ）。研究结果为玉米秸秆收获调质 装备关键部件的设计提供依据。 关键词：秸秆；裂纹；载荷；调质处理；功耗 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.03.022 中图分类号：S513 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2014)-03-0163-07 刘立意，邴媛媛，董 欣，等. 玉米秸秆压缩加载条件对其裂纹和机器功耗的影响[J]. 农业工程学报，2014，30(3)： 163－169. Liu Liyi, Bing Yuanyuan, Dong Xin, et al. Effects of loading conditions on cracks of corn stalk and power consumption of machine[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(3): 163－169. (in Chinese with English abstract) 需要深入研究采用三点弯曲和单点直压的不同加 0 引 言 载方式对秸秆的破坏效果及对压缩载荷和功耗的 农作物秸秆是非常重要的生物质资源，全世界 影响规律。查阅相关资料[9-14] ，关于农作物秸秆弯 每年秸秆产量超过 20 亿 t ，相当于每年全世界的木 [15-17]研 曲这方面的研究国内起步较早。其中胡婷等 材产量[1] 。中国秸秆资源也十分丰富，每年生产的 究了小麦茎秆不同节位置的抗弯能力，并使用双层 农作物秸秆超过 7 亿 t ，其中玉米秸秆占总量的 复合材料圆柱壳模型，分析纯弯曲时小麦茎秆的曲 1/3[2-4] 。玉米秸秆不仅能用作饲料、肥料、燃料， 率弯矩关系。刘庆庭等[18]采用三点弯曲方法研究了 而且还能用来造纸、制造人造板、做一次性餐具、 甘蔗茎在弯曲载荷下的力学特性，并分析了蔗茎在 生产燃料乙醇等[5-6]，因此对其进行机械化回收很有 弯曲载荷下的主要破坏形式。孙占峰等[19]对干稻草 必要。但玉米秸秆收获时含水率高，不适宜直接打