玉米秸稈力學(xué)特性與理化指標(biāo)及其關(guān)聯(lián)性

【摘要】：我國(guó)秸稈資源豐富，但利用率相比較低，大部分秸稈資源被棄置浪費(fèi)，在社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)過(guò)程中，開(kāi)發(fā)合理的利用途徑，就顯得尤為重要。了解和掌握農(nóng)作物秸稈性質(zhì)，尤其是各種在工程應(yīng)用中所必須的力學(xué)特性與理化指標(biāo)，可為設(shè)計(jì)各種農(nóng)業(yè)機(jī)械和系統(tǒng)，如生產(chǎn)、處理、加工、運(yùn)輸、包裝、貯藏和質(zhì)量檢測(cè)等提供合理和可靠地依據(jù)。秸稈的化學(xué)組成特性測(cè)試步驟復(fù)雜，測(cè)試的時(shí)間周期較長(zhǎng)，同時(shí)它與力學(xué)特性存在著相關(guān)關(guān)系，所以擬建立力學(xué)特性與化學(xué)組成的相關(guān)模型，通過(guò)力學(xué)指標(biāo)的提取，達(dá)到對(duì)化學(xué)組成含量的獲得，可以實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)。本課題從玉米秸稈的基本組成成分，水分等入手，對(duì)與玉米秸稈拉伸、彎曲、剪切、摩擦、應(yīng)力松弛等力學(xué)特性及相關(guān)特性進(jìn)行了研究，從而為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中針對(duì)玉米秸稈的生產(chǎn)加工作業(yè)以及農(nóng)作物秸稈資源的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供依據(jù)。主要研究?jī)?nèi)容有： （1）采取圖像處理方法對(duì)玉米秸稈不規(guī)則截面進(jìn)行了截面特性指標(biāo)提取（包括截面面積和軸慣性矩，抗彎截面系數(shù)），與其它傳統(tǒng)測(cè)量方法的相關(guān)系數(shù)均在0.96~0.99之間，通過(guò)檢驗(yàn)，方法的誤差小于2%；慣性矩與抗彎截面系數(shù)計(jì)算時(shí)，可以最大限度的將秸稈空洞帶來(lái)的影響排除，為秸稈截面研究找到了理想的方法。 （2）在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上針對(duì)玉米品種、生長(zhǎng)時(shí)期、取樣部位、含水率、加載速度等因素對(duì)秸稈外皮進(jìn)行了拉伸、彎曲、剪切力學(xué)特性試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：成熟期秸稈的抗變形能力優(yōu)于灌漿期；含水率與加載速度對(duì)試驗(yàn)影響存在交互作用，相同的狀態(tài)下剪切破壞形式的破壞功耗較小，且水分為25%左右，速度在20mm/min時(shí)功耗最?。辉?~20mm/min速度范圍之間，對(duì)剪切和拉伸指標(biāo)有較顯著的影響，對(duì)彎曲試驗(yàn)力學(xué)特性指標(biāo)結(jié)果影響不明顯；含水率在5%~45%之間，秸稈的彈性模量存在最大值，最大值對(duì)應(yīng)的含水率與品種有關(guān)。 （3）玉米秸稈散粒物料在不同接觸材料上休止角，壁面摩擦系數(shù)和內(nèi)摩擦系數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：含水率較低情況下的物料，休止角主要受粗糙度影響，即木板鐵板有機(jī)玻璃板；在5%~45%含水率之間，與木板的壁面摩擦系數(shù)存在最小值，而鐵板和有機(jī)玻璃板存在最大值，且三種材料的壁面摩擦系數(shù)的極值均出現(xiàn)在含水率為25%左右處；含水率在25%左右時(shí)，物料的內(nèi)摩擦系數(shù)最大。 （4）對(duì)玉米散粒物料在不同含水率下進(jìn)行應(yīng)力松弛試驗(yàn)。結(jié)果表明：含水率對(duì)松弛模量和松弛時(shí)間的影響均為顯著的非線性關(guān)系，在5%~45%含水率之間，兩元件麥克斯韋模型松弛模量均是先升高后降低，松弛時(shí)間變化規(guī)律則為先降低后升高，極值均出現(xiàn)在25%左右。 （5）對(duì)纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、N元素含量進(jìn)行測(cè)定，基于因子分析法探討玉米秸稈力學(xué)特性與理化指標(biāo)的相關(guān)性，并基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)秸稈的化學(xué)成分進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率在90%左右。 【關(guān)鍵詞】：玉米秸稈 力學(xué)特性 組成成分 截面特性 相關(guān)性
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：S226
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 1 引言11-18
• 1.1 研究的目的與意義11-13
• 1.1.1 秸稈綜合利用的意義11-12
• 1.1.2 課題的研究目的及意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 選題以及研究?jī)?nèi)容16-18
• 1.3.1 課題來(lái)源16-17
• 1.3.2 研究的主要內(nèi)容17-18
• 2 玉米秸稈化學(xué)組成特性研究18-26
• 2.1 試驗(yàn)材料的選取與貯存18
• 2.2 纖維素等物質(zhì)組成測(cè)定18-21
• 2.2.1 試驗(yàn)材料與試劑準(zhǔn)備18-19
• 2.2.2 測(cè)試試驗(yàn)方法19-21
• 2.3 大量營(yíng)養(yǎng)元素氮含量測(cè)定21-22
• 2.4 結(jié)果與分析22-25
• 2.4.1 組成成分的統(tǒng)計(jì)分析22-24
• 2.4.2 營(yíng)養(yǎng)元素氮的統(tǒng)計(jì)與分析24-25
• 2.5 小結(jié)25-26
• 3 玉米秸稈物理特性與截面特性方法研究26-41
• 3.1 玉米秸稈物理特性研究26-31
• 3.1.1 玉米秸稈水分測(cè)定26-27
• 3.1.2 玉米秸稈密度測(cè)試27-28
• 3.1.3 結(jié)果與分析28-31
• 3.2 玉米秸稈截面特性測(cè)試31-40
• 3.2.1 玉米秸稈截面面積計(jì)算31-37
• 3.2.2 玉米秸稈慣性矩計(jì)算研究37-38
• 3.2.3 結(jié)果與分析38-40
• 3.3 小結(jié)40-41
• 4 玉米秸稈力學(xué)特性試驗(yàn)研究41-59
• 4.1 試驗(yàn)材料與裝置41-45
• 4.1.1 試驗(yàn)材料41-42
• 4.1.2 試驗(yàn)裝置選擇與設(shè)計(jì)42-45
• 4.2 力學(xué)特性試驗(yàn)方法及指標(biāo)提取45-48
• 4.2.1 力學(xué)測(cè)試試驗(yàn)方法45-47
• 4.2.2 試驗(yàn)指標(biāo)提取47-48
• 4.3 拉伸特性試驗(yàn)研究48-52
• 4.4 彎曲特性試驗(yàn)研究52-55
• 4.5 剪切特性試驗(yàn)研究55-58
• 4.6 小結(jié)58-59
• 5 玉米秸稈散粒物料特性試驗(yàn)研究59-76
• 5.1 試驗(yàn)材料與裝置59-61
• 5.1.1 試驗(yàn)材料59-60
• 5.1.2 試驗(yàn)裝置選擇與設(shè)計(jì)60-61
• 5.2 散粒物料摩擦特性研究61-70
• 5.2.1 試驗(yàn)方法61-63
• 5.2.2 指標(biāo)提取63
• 5.2.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析63-70
• 5.3 散粒物料應(yīng)力松弛特性研究70-75
• 5.3.1 試驗(yàn)方法70-71
• 5.3.2 指標(biāo)提取71-73
• 5.3.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析73-75
• 5.4 小結(jié)75-76
• 6 力學(xué)特性與化學(xué)組成相關(guān)性分析76-85
• 6.1 因子分析過(guò)程76-78
• 6.2 基于 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的秸稈化學(xué)成分預(yù)測(cè)78-83
• 6.2.1 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)78-79
• 6.2.2 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)描述79-81
• 6.2.3 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)81-83
• 6.2.4 結(jié)果分析83
• 6.3 小結(jié)83-85
• 7 結(jié)論85-87
• 致謝87-88
• 參考文獻(xiàn)88-92
• 附錄92-110
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文110

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高酰基結(jié)冷膠的特性及其對(duì)果粒酸性乳飲料體系的影響    盧晶

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企業(yè)預(yù)警管理理論及其運(yùn)行機(jī)制的研究    宋旭芒

秸稈切碎及壓縮成型特性與設(shè)備研究    錢(qián)湘群

有機(jī)肥對(duì)谷子生育性狀及產(chǎn)量影響的研究    祁宏英

有節(jié)管狀植物莖的穩(wěn)定性數(shù)值分析    胡婷

實(shí)芯植物秸稈的力學(xué)模型及受壓縮狀態(tài)應(yīng)力分析研究    崔英

生物質(zhì)燃料致密成型參數(shù)的研究    李美華

國(guó)外玉米的施肥    

玉米地膜覆蓋高產(chǎn)栽培技術(shù)    劉萃文，鄧林君

玉米地膜覆蓋最佳種植形式    劉萃文,鄧林君

使用玉米地除草劑注意的事項(xiàng)    曹文堂,王成業(yè),杜宏琴

玉米地膜覆蓋種植技術(shù)    農(nóng)輝

克蘭河畔牧羊人——記全國(guó)勞動(dòng)模范郭選忠    李月華;高飛;程其寶;

玉米地套栽草菇高產(chǎn)新技術(shù)    辛洪湖;

玉米地放牧養(yǎng)鵝效果觀察    高佩民;孫義和;高爽;張紀(jì)惠;

高梁、玉米地套種油菜獲豐收    

玉米、稻、稻試驗(yàn)?zāi)戤a(chǎn)三跨綱    

山東省玉米栽培技術(shù)模式現(xiàn)狀調(diào)研    侯方安;康云友;吳靜;

民權(quán)縣玉米頂尖腐爛病大發(fā)生成因初析及預(yù)防措施    楊紅美;

迷信痕跡和碎紙屑認(rèn)定尸源破案1例    單德憲;

東北風(fēng)沙半干旱區(qū)不同栽培模式春播前土壤墑情變化的研究    鄒洪濤;黃毅;張玉龍;孫占祥;

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許昌市農(nóng)作物藥害發(fā)生現(xiàn)狀及控制對(duì)策探討    李梅花;王愛(ài)紅;俎麗輝;王華杰;

第一次負(fù)傷    丞民;

“玉米-馬鈴薯-油菜”一膜三蓋節(jié)本高效栽培技術(shù)    車洪;易云;

玉米常見(jiàn)死苗原因分析及防治對(duì)策    溫紹有;

罕見(jiàn)勒頸窒息致殘的法醫(yī)學(xué)鑒定    王利君;

祁佐寬 玉米地里“種”出10億元    記者 王笑梅

“攻關(guān)田”創(chuàng)南充玉米畝產(chǎn)紀(jì)錄    胥思明　何永泰

100多畝玉米不知何因被判“死刑”    劉太宜

玉米癡柯永培    劉裕國(guó)

召開(kāi)全市玉米機(jī)收現(xiàn)場(chǎng)會(huì)    肖銀詳 記者 秦永生

“糧王”眼中的“三件法寶”    本報(bào)記者 趙艷紅　通訊員 伊少軍

金口河劣質(zhì)地膜案受損村民獲賠償    曹峻川

也門(mén)勒鄉(xiāng)農(nóng)民無(wú)膜種植玉米    通訊員 王曉玲 李衛(wèi)峰

玉米地間作雞腿菇高效栽培法    沈慧

大地農(nóng)事詩(shī)    楊澤文

旱地覆蓋種植的水熱效應(yīng)及其對(duì)玉米產(chǎn)量和水分利用效率的影響    王紅麗

玉米匍匐基因LAZY1的圖位克隆及功能分析    董朝斌

玉米氮素營(yíng)養(yǎng)相關(guān)小分子非編碼RNA的克隆及miRNA169的功能鑒定    趙勐

玉米氮素營(yíng)養(yǎng)無(wú)損診斷及水氮效應(yīng)    朱娟娟

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淮北平原農(nóng)田地表徑流氮磷流失規(guī)律及其模擬研究    焦平金

不同土地利用方式潮棕壤營(yíng)養(yǎng)元素剖面分布研究    張玉革

黃土高原地膜覆蓋栽培玉米的產(chǎn)量與土壤生態(tài)效應(yīng)    海龍

內(nèi)蒙古農(nóng)牧交錯(cuò)帶農(nóng)田種草關(guān)鍵技術(shù)及種養(yǎng)結(jié)合模式的研究    楊恒山

黑龍江西部半干旱區(qū)隔溝交替灌溉下玉米灌水模式研究    孫愛(ài)麗

玉米干旱過(guò)程及其動(dòng)態(tài)模擬    李柏貞

宣漢縣玉米高產(chǎn)創(chuàng)建策略研究    潘傳勤

“雞—玉米—小麥”互作有機(jī)種養(yǎng)模式綜合效益分析    烏云塔娜

轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米對(duì)土壤微生物群落多樣性及對(duì)土壤酶活性的影響    張林森

黑龍江西部半干旱區(qū)玉米溝灌技術(shù)模式的試驗(yàn)研究    趙玉宇

玉米轉(zhuǎn)基因技術(shù)的研究    郭海軍

模擬降雨量下保護(hù)性耕作對(duì)土壤和玉米的影響    眭彥偉

東北雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)種植密度對(duì)玉米田間土壤水分和產(chǎn)量的影響研究    閆瀛

太原盆地玉米土壤呼吸與環(huán)境因子的關(guān)系研究    尤龍鳳