針對育種小麥籽粒在脫粒過程中存在機械損傷大的問題,對育種小麥的損傷機理進行了試驗研究,并對育種小麥的力學(xué)特性進行有限元分析,然后從宏觀和微觀角度分析了小麥籽粒中裂紋的產(chǎn)生及擴展機理,并根據(jù)研究結(jié)論對小區(qū)小麥育種脫粒機的脫粒裝置進行優(yōu)化改進,最后進行了整機性能的試驗研究。本文主要進行了以下幾個方面的研究:(1)研發(fā)了一臺小區(qū)小麥育種脫粒機。根據(jù)小麥育種試驗種子脫粒方法和農(nóng)業(yè)技術(shù)要求,通過理論分析和對主要工作部件的設(shè)計計算,研發(fā)了一臺小區(qū)小麥育種脫粒機,該機主要由喂入裝置、脫粒裝置、輸送裝置和分離清選裝置等組成。可實現(xiàn)小麥脫粒機高脫凈、無滯種且移動輕便的作業(yè)要求,提高了小麥育種收獲工作效率、降低育種作業(yè)的勞動強度。(2)研究分析了小麥穗頭的脫粒過程及籽粒的破損機理。借助CMT2502型電子萬能試驗機對育種小麥進行穎殼拉伸試驗、籽粒的壓縮損傷試驗和剪切損傷試驗,對小麥穗頭的脫粒過程和小麥籽粒的破損機理進行了分析和研究,結(jié)果表明:小麥穎殼在穗軸的不同部位所受的力不同,豎直拉伸時所需的力比傾斜拉伸大;在小麥籽粒的損傷機理試驗中,育種小麥籽粒的含水率、放置方式、品種對其力學(xué)性質(zhì)有極大的影響。(3)分析了小麥籽粒在不同部位受壓載作用下的應(yīng)力分布及其損傷狀況。在建立育種小麥籽粒幾何模型與有限元計算模型的基礎(chǔ)上,運用有限元仿真的分析方法對小麥籽粒在不同部位受壓載作用下的應(yīng)力分布進行了分析,獲得了育種小麥籽粒在不同部位受壓縮載荷作用的力學(xué)性質(zhì),從而為進一步分析研究育種小麥籽粒的損傷機理、優(yōu)化脫粒裝置提供理論依據(jù)。并對育種小麥籽粒外部損傷和內(nèi)部損傷籽粒裂紋進行觀察分析,其中小麥籽粒的外部損傷主要為籽粒表面出現(xiàn)斷裂,內(nèi)部損傷主要表現(xiàn)為籽粒的內(nèi)部應(yīng)力裂紋,分析結(jié)果證明育種小麥籽粒宏觀破裂位置、微觀裂紋位置及破裂方向與有限元分析是一致的。這說明采用有限元的分析方法,能夠得出育種小麥籽粒在不同的部位受壓縮載荷作用下的力學(xué)性質(zhì)。(4)優(yōu)化改進了小區(qū)小麥育種脫粒機的脫粒滾筒。結(jié)合育種小麥的損傷機理試驗和小麥籽粒力學(xué)特性的有限元分析結(jié)果,為減小育種小麥的機械損傷,對研制的小區(qū)小麥育種脫粒機的脫粒滾筒進行優(yōu)化改進,改為釘齒與短紋桿-板齒組合式的脫粒滾筒。使該滾筒具有高脫凈率、低脫粒損傷率、低含雜率等優(yōu)點。(5)優(yōu)化設(shè)計了脫粒機整機作業(yè)性能參數(shù)。對改進后的小區(qū)小麥育種脫粒機進行作業(yè)性能試驗研究,以喂入量、滾筒轉(zhuǎn)速、吸雜風(fēng)機轉(zhuǎn)速為因素,以脫粒總損失率、脫粒破碎率、分離物料含雜率為評價指標(biāo)進行試驗。應(yīng)用正交試驗的綜合平衡法研究得出了該機工作時各性能參數(shù)的最優(yōu)方案,即:喂入量為0.3kg/s、滾筒轉(zhuǎn)速為1350r/min、吸雜風(fēng)機轉(zhuǎn)速為1000r/min。并以該最優(yōu)方案進行脫粒試驗,試驗結(jié)果表明,該機平均脫粒總損失率為0.43%、平均分離物料含雜率為15.03%及平均脫粒破碎率為0.48%,符合小區(qū)小麥育種脫粒的要求。
【學(xué)位單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：S226.1
【文章目錄】：
摘要
Summary
第一章 緒論
    1.1 問題的提出
    1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 小麥種子脫粒損傷的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 小區(qū)小麥育種脫粒機的研究現(xiàn)狀
    1.3 研究的目的及意義
    1.4 研究內(nèi)容
    1.5 研究方法與技術(shù)路線
第二章 小區(qū)小麥育種脫粒機的研制
    2.1 整體結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)參數(shù)
        2.1.1 整機結(jié)構(gòu)
        2.1.2 工作原理
        2.1.3 主要技術(shù)參數(shù)
    2.2 主要結(jié)構(gòu)及部件設(shè)計
        2.2.1 脫粒裝置
        2.2.2 輸送裝置
        2.2.3 分離清選裝置
    2.3 本章小結(jié)
第三章 育種小麥損傷機理的試驗研究
    3.1 研究內(nèi)容及方法
        3.1.1 試驗材料
        3.1.2 試驗設(shè)備
        3.1.3 試驗方法
    3.2 育種小麥穎殼拉伸試驗
    3.3 育種小麥籽粒壓縮損傷試驗
        3.3.1 試驗設(shè)計與分析
        3.3.2 試驗結(jié)果分析
    3.4 育種小麥籽粒剪切損傷試驗
        3.4.1 試驗設(shè)計與分析
        3.4.2 試驗結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 育種小麥籽粒力學(xué)特性的有限元分析
    4.1 育種小麥籽粒有限元受力模型的建立
        4.1.1 建立育種小麥籽粒物理模型
        4.1.2 建立有限元計算模型
        4.1.3 邊界條件與載荷
    4.2 有限元建模與分析
        4.2.1 對小麥籽粒進行有限元分析時的前提條件
        4.2.2 腹面加載的有限元分析
        4.2.3 頂部加載的有限元分析
        4.2.4 側(cè)面加載的有限元分析
    4.3 麥粒在壓縮損傷試驗中產(chǎn)生裂紋的觀察分析
        4.3.1 麥粒外部損傷的觀察分析
        4.3.2 麥粒內(nèi)部損傷的觀察分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 小區(qū)小麥育種脫粒機的脫粒裝置改進及參數(shù)優(yōu)化
    5.1 釘齒與短紋桿-板齒組合式脫粒滾筒的結(jié)構(gòu)及工作原理
        5.1.1 脫粒滾筒的結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)參數(shù)
        5.1.2 脫粒滾筒的設(shè)計
        5.1.3 脫粒裝置的工作原理
    5.2 改進后小區(qū)小麥育種脫粒機的性能試驗
        5.2.1 試驗條件與材料
        5.2.2 試驗因素與指標(biāo)
        5.2.3 試驗結(jié)果與分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與建議
    6.1 結(jié)論
    6.2 主要創(chuàng)新點
    6.3 建議
致謝
參考文獻
作者簡介
導(dǎo)師簡介

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 謝方平;王修善;任述光;劉大為;李旭;陳立永;;4LZ–0.8型小型水稻聯(lián)合收割機的設(shè)計[J];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年04期

2 廖慶喜;萬星宇;李海同;冀牧野;王華;;油菜聯(lián)合收獲機旋風(fēng)分離清選系統(tǒng)設(shè)計與試驗[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2015年14期

3 朱明;陳海軍;李永磊;;中國種業(yè)機械化現(xiàn)狀調(diào)研與發(fā)展分析[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2015年14期

4 任述光;謝方平;王修善;劉大為;李旭;陳立永;;4LZ-0.8型水稻聯(lián)合收割機清選裝置氣固兩相分離作業(yè)機理[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2015年12期

5 付君;錢志輝;尹維;王甲甲;任露泉;;小麥摩擦與拉伸性能[J];吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2015年02期

6 楊薇;王飛;赫志飛;李建東;楊誠;王琛;;小區(qū)育種機械發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J];農(nóng)業(yè)工程;2014年06期

7 劉興博;葉彤;楊金磚;;籽粒玉米收獲機脫出物空氣動力學(xué)特性分析及清選方法[J];農(nóng)機使用與維修;2014年07期

8 沈宇峰;吳明亮;官春云;謝偉;羅海峰;;脫粒機清選裝置的現(xiàn)狀與展望[J];農(nóng)業(yè)工程;2014年02期

9 陳孝海;魯聰達;;基于ANSYS的擠搓式玉米脫粒行為力學(xué)特性研究[J];輕工機械;2013年06期

10 陶鑫;徐祝欣;李建東;楊薇;杜永琪;;小麥田間育種機械化研究現(xiàn)狀及應(yīng)用[J];農(nóng)業(yè)工程;2013年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王顯仁;水稻谷粒的力學(xué)性能及基于能量平衡的脫粒損傷機理研究[D];江蘇大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 戴飛;縱軸流錐型滾筒小區(qū)小麥種子脫粒裝置設(shè)計與試驗研究[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

2 孫宇;小麥淀粉粒機械損傷特性研究[D];河南工業(yè)大學(xué);2012年

3 常光寶;水稻谷粒的力學(xué)性能及脫粒損傷機理研究[D];江蘇大學(xué);2009年

4 張海軍;小區(qū)小麥種子聯(lián)合收獲機的研究與設(shè)計[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

5 李洪昌;水稻聯(lián)合收割機新型脫粒分離裝置的試驗研究與分析[D];江蘇大學(xué);2008年

6 楊秀景;油菜聯(lián)合收割機脫粒分離系統(tǒng)試驗研究及系統(tǒng)優(yōu)化[D];江蘇大學(xué);2006年

本文編號：2849259