玉米秸稈力學(xué)特性試驗(yàn)研究

【摘要】：為了探討成熟期玉米秸稈的力學(xué)特性,采集濟(jì)豐96、湘彩玉2號(hào)、豫玉23號(hào)和鄂恩3號(hào)玉米秸稈,并制備試驗(yàn)樣本,分別對(duì)其進(jìn)行拉伸、彎曲、剪切和壓縮試驗(yàn),研究探討不同品種、不同節(jié)間、不同加載速率等因素對(duì)玉米秸稈的力學(xué)特性參數(shù)的影響及變化規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果如下： (1)對(duì)濟(jì)豐96、湘彩玉2號(hào)和豫玉23號(hào)玉米樣本進(jìn)行拉伸試驗(yàn),不同品種的不同節(jié)間所承受的最大拉力、抗拉強(qiáng)度和彈性模量均不同：濟(jì)豐96的最大拉力范圍是157.43-291.86N,湘彩玉2號(hào)的最大拉力范圍是165.07-275.29N,豫玉23號(hào)的最大拉力范圍是236.43-340.71N；濟(jì)豐96的抗拉強(qiáng)度范圍是40.79-94.99MPa,湘彩玉2號(hào)的抗拉強(qiáng)度范圍是73.91～95.59MPa,豫玉23號(hào)的抗拉強(qiáng)度范圍是70.65～92.59MPa；濟(jì)豐96的彈性模量范圍是9.57-22.32GPa,湘彩玉2號(hào)的彈性模量范圍是12.14～30.33GPa,豫玉23號(hào)的彈性模量范圍是8.56～20.46GPa；通過(guò)方差分析得知,節(jié)間和品種對(duì)玉米秸稈拉伸特性有著顯著或極顯著的影響。 (2)通過(guò)對(duì)鄂恩3號(hào)進(jìn)行彎曲試驗(yàn),有節(jié)時(shí),第二節(jié)間最大載荷的均值是431.16N,抗彎強(qiáng)度的均值是4.97MPa,彈性模量的均值是20.73MPa；第三節(jié)間最大載荷的均值是369.92N,抗彎強(qiáng)度的均值是4.6MPa,彈性模量的均值是19.13MPa；第四節(jié)間最大載荷的均值是305.93N,抗彎強(qiáng)度的均值是4.27MPa,彈性模量的均值是20.15MPa；第五節(jié)間最大載荷的均值是260.54N,抗彎強(qiáng)度的均值是4.01MPa,彈性模量的均值是20.55MPa；無(wú)節(jié)時(shí),第二節(jié)間最大載荷的均值是223.62N,抗彎強(qiáng)度的均值是3.41MPa,彈性模量的均值是16.05MPa；第三節(jié)間最大載荷的均值是147.89N,抗彎強(qiáng)度的均值是3.06MPa,彈性模量的均值是15.74MPa；第四節(jié)間最大載荷的均值是119.41N,抗彎強(qiáng)度的均值是2.70MPa,彈性模量的均值是20.34MPa；第五節(jié)間最大載荷的均值是96.99N,抗彎強(qiáng)度的均值是2.54MPa,彈性模量的均值是24.69MPa。通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,在節(jié)間、加載速度和標(biāo)距三個(gè)因素中,加載速度對(duì)最大載荷、抗彎強(qiáng)度和彈性模量不產(chǎn)生影響,而節(jié)間對(duì)最大載荷的影響與有無(wú)節(jié)的情況有關(guān),同時(shí),標(biāo)距對(duì)以上彎曲特性指標(biāo)的影響最大。 (3)通過(guò)對(duì)鄂恩3號(hào)進(jìn)行剪切試驗(yàn),有節(jié)時(shí),第二節(jié)間最大剪切力的均值是2059.47N,抗剪強(qiáng)度的均值是6.08MPa,切變模量的均值是2.48GPa；第三節(jié)間最大剪切力的均值是1737.88N,抗剪強(qiáng)度的均值是5.12MPa,切變模量的均值是1.84GPa；第四節(jié)間最大剪切力的均值是1445.18N,抗剪強(qiáng)度的均值是4.90MPa,切變模量的均值是1.71GPa；第五節(jié)間最大剪切力的均值是1295.97N,抗剪強(qiáng)度的均值是3.79MPa,切變模量的均值是1.53GPa；無(wú)節(jié)時(shí),第二節(jié)間最大剪切力的均值是1897.44N,抗剪強(qiáng)度的均值是5.36MPa,切變模量的均值是2.89GPa；第三節(jié)間最大剪切力的均值是1389.66N,抗剪強(qiáng)度的均值是4.54MPa,切變模量的均值是2.31GPa；第四節(jié)間最大剪切力的均值是1178.97N,抗剪強(qiáng)度的均值是4.31MPa,切變模量的均值是2.20GPa；第五節(jié)間最大剪切力的均值是847.43N,抗剪強(qiáng)度的均值是3.02MPa,切變模量的均值是1.89GPa。通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,剪切特性指標(biāo)隨節(jié)間和有無(wú)節(jié)有所不同,節(jié)間和加載速度兩個(gè)因素對(duì)玉米秸稈剪切試驗(yàn)的影響非常大,對(duì)最大剪切力、抗剪強(qiáng)度和切變模量有著顯著或極顯著的影響。 (4)玉米秸稈的軸向壓縮和徑向壓縮過(guò)程不完全相同。軸向壓縮時(shí),剛開(kāi)始載荷隨著位移的增大而增大,然后會(huì)減小并出現(xiàn)一定明顯的波折,壓實(shí)后,載荷隨著位移急速增大。徑向壓縮時(shí),載荷一直隨著位移的增大而增大,只是剛開(kāi)始增長(zhǎng)較慢,后期增長(zhǎng)較快,過(guò)程中,載荷幾乎沒(méi)有大的波折。無(wú)論軸向壓縮還是徑向壓縮,由于含水率較大,壓縮時(shí)試樣會(huì)有液體流出。在所設(shè)定的試驗(yàn)條件下,通過(guò)試驗(yàn)、數(shù)據(jù)處理和方差分析,可以看出,不同試驗(yàn)條件(含水率、有無(wú)節(jié)、加載速度、節(jié)間)下,各因素對(duì)壓縮特性指標(biāo)的影響顯著性不盡相同,但可以肯定,這些因素是玉米秸稈壓縮特性的重要影響因素。 【關(guān)鍵詞】：玉米秸稈 拉伸 彎曲 剪切 壓縮
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：S513
【目錄】：

• 目錄4-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 1 緒論10-21
• 1.1 研究的目的與意義10-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外秸稈力學(xué)特性的研究現(xiàn)狀12-19
• 1.2.1 國(guó)外秸稈力學(xué)特性研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)秸稈力學(xué)特性研究現(xiàn)狀14-19
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線19-21
• 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容19-20
• 1.3.2 技術(shù)路線20-21
• 2 玉米秸稈拉伸特性試驗(yàn)分析21-33
• 2.1 樣本采集與制備21-23
• 2.2 儀器與方法23-25
• 2.3 結(jié)果與分析25-31
• 2.3.1 玉米秸稈拉伸過(guò)程分析25-26
• 2.3.2 不同節(jié)間玉米秸稈拉伸特性分析26-30
• 2.3.3 不同品種玉米秸稈拉伸特性分析30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 3 玉米秸稈彎曲特性試驗(yàn)分析33-46
• 3.1 樣本采集與制備33-34
• 3.2 儀器與方法34-37
• 3.3 結(jié)果與分析37-45
• 3.3.1 玉米秸稈彎曲過(guò)程分析37-38
• 3.3.2 玉米秸稈彎曲特性分析38-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 4 玉米秸稈剪切特性試驗(yàn)分析46-58
• 4.1 樣本采集與制備46-47
• 4.2 儀器與方法47-49
• 4.3 結(jié)果與分析49-57
• 4.3.1 玉米秸稈剪切過(guò)程分析49-50
• 4.3.2 玉米秸稈剪切特性分析50-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 5 玉米秸稈壓縮特性試驗(yàn)分析58-74
• 5.1 樣本采集與制備58-59
• 5.2 儀器與方法59-61
• 5.3 結(jié)果與分析61-73
• 5.3.1 玉米秸稈壓縮過(guò)程分析61-63
• 5.3.2 玉米秸稈軸向壓縮特性分析63-68
• 5.3.3 玉米秸稈徑向壓縮特性分析68-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 6 結(jié)論與進(jìn)一步研究設(shè)想74-77
• 6.1 主要研究結(jié)論74-75
• 6.2 進(jìn)一步研究設(shè)想75-77
• 參考文獻(xiàn)77-82
• 致謝82-83
• 附件83

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