树枝直刃剪切数学模型与试验-华南农业大学学报.PDFVIP

　华南农业大学学报　２０１６，３７（４）：１０５１１１ ｈｔｔｐ： ｘｕｅｂａｏ．ｓｃａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ ∥ 　　　　　　　　　　 　ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｄｏｉ：１０．７６７１／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１４１１Ｘ．２０１６．０４．０１７　 王慰祖，吴良军，杨　洲，等．树枝直刃剪切数学模型与试验［Ｊ］．华南农业大学学报，２０１６，３７（４）：１０５１１１． 树枝直刃剪切数学模型与试验 １ ２ １ ３ １ １ 王慰祖 ，吴良军 ，杨　洲 ，陆华忠 ，汪刘一 ，郭晓伶 （１华南农业大学工程学院，广东广州５１０６４２；２广东交通职业技术学院汽车与 工程机械学院，广东广州５１０６５０；３广东省农业科学院，广东广州５１０６４０） 摘要：【目的】基于材料力学和弹性地基梁理论对直刃刀片剪切树枝过程进行理论建模，并根据该模型计算出直刃 刀片剪切树枝所受的剪切力。【方法】以石硖品种龙眼树枝为试验材料，利用万能材料试验机和摩擦试验台等仪器 测定龙眼树枝的相关力学特性参数和滑动摩擦因数，测量并用模型计算树枝不同含水率（ｗ）、直径和不同刀片刃角 下动刀片剪切龙眼树枝的峰值剪切力，剪切试验所用刀具的刃角分别为 １０°、２０°和３０°。【结果】当树枝直径为 ２０４ｍｍ、相对含水率为７６％、刀片刃角为２０°时，刀片剪切力理论计算曲线与试验曲线趋势一致，峰值剪切力的误 差约为２３％；当树枝直径为１５３ｍｍ，刀片刃角为２０°，且树枝含水率大于纤维饱和点（３０％）时，刀片峰值剪切力 随含水率升高而增大，计算值在试验值的误差范围内；当树枝直径为２４６ｍｍ、含水率为７６％，且刀片刃角从１０°增 大到３０°时，峰值剪切力显著增大，计算值处于试验值的误差范围内。【结论】该理论模型可用于预测剪切力并分 析不同力学参数对峰值剪切力的影响，为修剪机具剪切机构的设计和优化提供参考。 关键词：数学模型；直刃刀片；剪切；含水率；刃角，龙眼树枝；弹性地基梁理论 中图分类号：Ｓ７７６．２７４；Ｓ１２１　　　　　　文献标志码：Ａ　　　　　文章编号：１００１４１１Ｘ（２０１６）０４０１０５０７ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆａｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌ ｏｆｓｔｒａｉｇｈｔｂｌａｄｅｃｕｔｔｉｎｇｌｏｎｇａｎｂｒａｎｃｈｅｓ １ ２ １ ３ １ １ ＷＡＮＧＷｅｉｚｕ，ＷＵＬｉａｎｇｊｕｎ ，ＹＡＮＧＺｈｏｕ，ＬＵＨｕａｚｈｏｎｇ，ＷＡＮＧＬｉｕｙｉ，ＧＵＯＸｉａｏｌｉｎｇ （１ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４２，Ｃｈｉｎａ； ２ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭａｃｈｉｎｅｒｙ，ＧｕａｎｇｄｏｎｇＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６５０，Ｃｈｉｎａ；３ＧｕａｎｇｚｈｏｕＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ】Ｔｏｍｏｄｅｌｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｔｒａｉｇｈｔｂｌａｄｅｃｕｔｔｉｎｇｌｏｎｇａｎｂｒａｎｃｈｅｓｂａｓｅｄｏｎｍａｔｅｒｉａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄｅｌａｓｔｉｃｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｂｅａｍｔｈｅｏｒｙ，ａｎｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｓｈｅａｒｉｎｇｆｏｒｃｅｏｆｂｒａｎｃｈｅｓｆｒｏｍｔｈ