小麥?zhǔn)侵饕Z食作物,機(jī)械化收獲產(chǎn)生的小麥籽粒損失和損傷嚴(yán)重影響糧食產(chǎn)量和質(zhì)量,創(chuàng)新小麥脫粒原理、革新小麥脫粒部件是推動(dòng)小麥?zhǔn)斋@機(jī)械降損增效技術(shù)升級(jí)的關(guān)鍵。自然界中的生物經(jīng)過億萬年的進(jìn)化,形成了對(duì)物料的低損傷、高效率的接觸特性,為解決小麥降損增效脫粒提供了天然生物模本。本文基于小麥的物料屬性和機(jī)械脫粒界面特征,以黃牛舌部乳突結(jié)構(gòu)的界面接觸力學(xué)特性為仿生依據(jù),進(jìn)行仿生脫粒機(jī)理及其關(guān)鍵部件研究,具有重要的科學(xué)意義和技術(shù)價(jià)值。小麥的幾何特征和力學(xué)特性是研究脫粒界面接觸特征的基礎(chǔ)。本文研究發(fā)現(xiàn),穎殼和籽粒形成麥穗單元,多個(gè)麥穗單元關(guān)于穗軸交錯(cuò)疊加排列,形成具有規(guī)則形貌的接觸表面;麥穗與金屬板的靜摩擦因數(shù)為0.536,與硅膠板的靜摩擦因數(shù)為0.670;莖稈下部的拉伸強(qiáng)度最大,中部次之,上部最小,莖稈拉伸的非線性特點(diǎn)突出,穗軸的拉伸強(qiáng)度從下向上逐漸減小。本文通過建立機(jī)械脫粒界面幾何模型發(fā)現(xiàn),在沖擊、揉搓、梳刷及碾壓等脫粒工藝下,脫粒部件通過能量傳遞使麥穗單元克服與穗軸的生物連接力,實(shí)現(xiàn)脫落;脫粒界面的接觸方式不同,產(chǎn)生的脫粒效果不同,其中,沖擊脫粒界面的效率最高,造成的籽粒損傷率和損失率最大,揉搓脫...

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 小麥?zhǔn)斋@技術(shù)與裝備研究現(xiàn)狀
        1.2.2 仿生農(nóng)業(yè)機(jī)械研究現(xiàn)狀
        1.2.3 谷物收獲降損增效研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 小麥物料屬性及脫粒界面特性
    2.1 小麥物料屬性
        2.1.1 小麥幾何特征
        2.1.2 小麥摩擦特性
        2.1.3 小麥拉伸特性
    2.2 脫粒界面接觸模型及其特性
        2.2.1 沖擊脫粒接觸模型及其特性
        2.2.2 揉搓脫粒接觸模型及其特性
        2.2.3 梳刷脫粒接觸模型及其特性
        2.2.4 碾壓脫粒接觸模型及其特性
    2.3 界面屬性對(duì)脫粒性能的影響
        2.3.1 界面接觸與受力方式
        2.3.2 脫粒間隙與運(yùn)動(dòng)方式
        2.3.3 物料屬性與分離方式
    2.4 本章小結(jié)
第3章 牛舌表面低損高效接觸力學(xué)研究
    3.1 牛舌表面接觸功能與形貌特征
        3.1.1 牛舌表面物料接觸功能
        3.1.2 黃牛舌部表面形貌特征
    3.2 舌尖與物料的界面形成機(jī)制
        3.2.1 界面邊界條件的確定
        3.2.2 界面形成與幾何模型構(gòu)建
        3.2.3 舌尖與物料的界面特征
    3.3 舌尖與物料的界面接觸力學(xué)模型
        3.3.1 接觸產(chǎn)生機(jī)制與赫茲模型
        3.3.2 接觸擴(kuò)展機(jī)制與斷裂模型
        3.3.3 接觸穩(wěn)定機(jī)制與靜力模型
        3.3.4 接觸分解機(jī)制與粘著模型
    3.4 舌尖與物料的界面動(dòng)力學(xué)模型
        3.4.1 界面運(yùn)動(dòng)邊界條件
        3.4.2 界面運(yùn)動(dòng)中合力模型及其規(guī)律
        3.4.3 界面運(yùn)動(dòng)中碰撞模型及其規(guī)律
    3.5 牛舌低損高效界面接觸機(jī)制
        3.5.1 高效能界面接觸機(jī)制
        3.5.2 低損傷界面接觸機(jī)制
        3.5.3 低損高效接觸界面的影響因素
    3.6 本章小結(jié)
第4章 小麥機(jī)械脫粒仿生降損增效機(jī)理
    4.1 仿生脫粒界面接觸機(jī)制
        4.1.1 仿生脫粒界面形成機(jī)制
        4.1.2 仿生脫粒界面形態(tài)耦合機(jī)制
        4.1.3 仿生脫粒界面剛?cè)狁詈蠙C(jī)制
        4.1.4 仿生脫粒界面接觸力學(xué)模型
    4.2 仿生脫粒界面運(yùn)動(dòng)機(jī)制
        4.2.1 仿生脫粒界面單層運(yùn)動(dòng)
        4.2.2 仿生脫粒界面多層運(yùn)動(dòng)
    4.3 仿生脫粒降損增效機(jī)理
        4.3.1 仿生形態(tài)的增效脫粒機(jī)制
        4.3.2 仿生結(jié)構(gòu)的降損脫粒機(jī)制
        4.3.3 耦合仿生降損增效脫粒原理
    4.4 本章小結(jié)
第5章 小麥機(jī)械脫粒關(guān)鍵部件仿生設(shè)計(jì)及優(yōu)化
    5.1 齒形仿生設(shè)計(jì)及優(yōu)化
        5.1.1 齒形關(guān)鍵參數(shù)確定
        5.1.2 齒形仿生設(shè)計(jì)
        5.1.3 仿生齒形仿真及優(yōu)化
    5.2 仿生齒形試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)
        5.2.1 仿生齒形試驗(yàn)臺(tái)總體設(shè)計(jì)
        5.2.2 仿生齒形夾具設(shè)計(jì)
        5.2.3 試驗(yàn)臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.3 仿生弓齒設(shè)計(jì)及仿真
        5.3.1 仿生弓齒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        5.3.2 仿生弓齒高效脫粒仿真
        5.3.3 仿生弓齒降損脫粒仿真
    5.4 仿生弓齒試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)
        5.4.1 仿生弓齒試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        5.4.2 試驗(yàn)臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.5 本章小結(jié)
第6章 小麥仿生降損增效脫粒臺(tái)架試驗(yàn)
    6.1 仿生齒形增效脫粒試驗(yàn)
        6.1.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        6.1.2 試驗(yàn)結(jié)果分析
        6.1.3 回歸方程建立
        6.1.4 仿生齒形增效脫粒規(guī)律
    6.2 仿生弓齒降損增效脫粒試驗(yàn)
        6.2.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        6.2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析
        6.2.3 回歸方程建立
        6.2.4 仿生弓齒降損增效脫粒規(guī)律
    6.3 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介及攻讀博士學(xué)位期間科研成果
致謝



本文編號(hào)：3752427