工業(yè)大麻作物的種植,收獲以及加工,屬于中國的傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)種植產(chǎn)業(yè)。目前工業(yè)大麻的收獲,主要依賴于傳統(tǒng)的收割方法,采用人工砍割為主的方式。因?yàn)楣I(yè)大麻農(nóng)作物種植,收獲以及后期加工整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)所需要人力成本相對(duì)來說較高,所以中國工業(yè)大麻的種植規(guī)模急劇減少,然而市場(chǎng)對(duì)工業(yè)大麻作物纖維的需求卻在增長(zhǎng)。我國政府需要采用增加工業(yè)大麻科學(xué)研究投入的方法,才能夠繁榮工業(yè)大麻產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。工業(yè)大麻莖稈的機(jī)械化切割領(lǐng)域的開發(fā)從全世界范圍的角度來看,依舊處于初期基礎(chǔ)開發(fā)階段,所以對(duì)工業(yè)大麻切割器的研究,是該領(lǐng)域的研究的前期準(zhǔn)備工作。本文通過研究國內(nèi)外作物特性的相關(guān)研究論文,根據(jù)工業(yè)大麻作物莖稈的特點(diǎn),提出了工業(yè)大麻莖稈的機(jī)械模型,建立了工業(yè)大麻莖稈機(jī)械模型。收集工業(yè)大麻莖稈,利用自主設(shè)計(jì)的室內(nèi)圓盤切割試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行切割試驗(yàn)研究,利用WDW-10計(jì)算機(jī)測(cè)試儀器開展針對(duì)相關(guān)機(jī)械特性的測(cè)試研究,獲得相關(guān)的機(jī)械性能參數(shù),再采用試驗(yàn)綜合分析獲得的數(shù)據(jù)計(jì)算工業(yè)大麻莖稈各組成部分的力學(xué)參數(shù)和機(jī)械特性,經(jīng)過前期試驗(yàn)獲得工業(yè)大麻莖稈的力學(xué)性能數(shù)據(jù)。采用復(fù)合材料理論的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行綜合分析與計(jì)算,獲得工業(yè)大麻莖稈力學(xué)模型的性能參數(shù),通過性能參數(shù)的比較分析得出假定的數(shù)學(xué)模型基本可靠,通過試驗(yàn)得到的木質(zhì)部軸向彈性模量為1 343.5兆帕,韌皮層徑向彈性模量為3 607.5兆帕,莖稈的軸向彈性模量為1 143.50兆帕,莖稈的徑向壓縮彈性模量為88兆帕,木質(zhì)部為33.52兆帕,莖稈異性面彎剪模量為31.99兆帕,.木質(zhì)部、韌皮層、莖稈的同性面泊松比為0.3。試驗(yàn)結(jié)果表明,工業(yè)大麻莖稈徑向結(jié)構(gòu)符合復(fù)合材料的特性。通過測(cè)量工業(yè)大麻的力學(xué)性能參數(shù),可為優(yōu)化工業(yè)大麻收獲機(jī)具的強(qiáng)度與剛度提供參考。本文主要研究雙圓盤切割器對(duì)工業(yè)大麻莖稈的切割效果,通過試驗(yàn)研究獲得不同切割條件下工業(yè)大麻的最低切割功耗和最高切割質(zhì)量,刀盤轉(zhuǎn)速1000rpm、刀片長(zhǎng)度120毫米以及五刀片雙圓盤切割器割斷工業(yè)大麻的莖稈,割茬品質(zhì)最佳,消耗的功耗最低。通過研究開發(fā)制造了工業(yè)大麻莖稈雙圓盤切割試驗(yàn)裝置。使用工業(yè)大麻試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行莖稈的切割試驗(yàn),獲取圓盤切割裝置的最優(yōu)的切割參數(shù),為樣機(jī)的設(shè)計(jì)提供理論支持,并測(cè)試不同切割參數(shù)下的切割效果,獲取最佳評(píng)價(jià)指標(biāo)。采用正交試驗(yàn)方法,分析了平均切割速度、刀片長(zhǎng)度、刀片數(shù)量數(shù)對(duì)切割功率、切割質(zhì)量的影響。參考工業(yè)大麻莖稈圓盤切割試驗(yàn)得到的綜合結(jié)論,影響因子的最優(yōu)選項(xiàng)是:刀盤轉(zhuǎn)速1000rpm、刀片長(zhǎng)度120mm、刀片個(gè)數(shù)5個(gè).莖稈喂入速度為1m/s,采用雙圓盤鋸齒刃切割器。
【學(xué)位單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：S225
【部分圖文】：

研究技術(shù)路線

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第二章工業(yè)大麻莖稈機(jī)械性能的研究第二章 工業(yè)大麻莖稈機(jī)械特性的研究2.1 工業(yè)大麻莖稈機(jī)械模型以及莖稈參數(shù)2.1.1 工業(yè)大麻莖稈的機(jī)械模型工業(yè)大麻莖稈的切斷面可以假設(shè)為理想的圓形，切斷面從外部到內(nèi)部可以劃分為脆皮層、韌皮層、木質(zhì)部、髓部如圖 2.1。由于髓部結(jié)構(gòu)比較松散，密度較小，脆皮層結(jié)構(gòu)輕而薄脆，所以脆皮層與髓部的機(jī)械特性相對(duì)于其他組成部分忽略掉即可。由于不同工業(yè)大麻單莖稈之間區(qū)別較大，所以對(duì)工業(yè)大麻莖稈的幾何結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行理想化建模。假設(shè)工業(yè)大麻的切斷面幾何形狀為一理想圓形，其幾何尺寸與組成材料均勻，髓部可以不計(jì)，工業(yè)大麻幾何形狀定義為一個(gè)內(nèi)部空心圓形管狀結(jié)構(gòu)，其組成成分可以看做是木質(zhì)部與韌皮層兩個(gè)不同材質(zhì)構(gòu)成，由此定義空間坐標(biāo)系，Z 軸位于工業(yè)大麻理想模型的軸向，X 軸和 Y 軸位于工業(yè)大麻莖稈的徑向見圖 2.2。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第二章工業(yè)大麻莖稈機(jī)械性能的研究第二章 工業(yè)大麻莖稈機(jī)械特性的研究2.1 工業(yè)大麻莖稈機(jī)械模型以及莖稈參數(shù)2.1.1 工業(yè)大麻莖稈的機(jī)械模型工業(yè)大麻莖稈的切斷面可以假設(shè)為理想的圓形，切斷面從外部到內(nèi)部可以劃分為脆皮層、韌皮層、木質(zhì)部、髓部如圖 2.1。由于髓部結(jié)構(gòu)比較松散，密度較小，脆皮層結(jié)構(gòu)輕而薄脆，所以脆皮層與髓部的機(jī)械特性相對(duì)于其他組成部分忽略掉即可。由于不同工業(yè)大麻單莖稈之間區(qū)別較大，所以對(duì)工業(yè)大麻莖稈的幾何結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行理想化建模。假設(shè)工業(yè)大麻的切斷面幾何形狀為一理想圓形，其幾何尺寸與組成材料均勻，髓部可以不計(jì)，工業(yè)大麻幾何形狀定義為一個(gè)內(nèi)部空心圓形管狀結(jié)構(gòu)，其組成成分可以看做是木質(zhì)部與韌皮層兩個(gè)不同材質(zhì)構(gòu)成，由此定義空間坐標(biāo)系，Z 軸位于工業(yè)大麻理想模型的軸向，X 軸和 Y 軸位于工業(yè)大麻莖稈的徑向見圖 2.2。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2856946