

新疆农业科学 ›› 2025, Vol. 62 ›› Issue (7): 1812-1820.DOI: 10.6048/j.issn.1001-4330.2025.07.026
• 农业装备专栏 • 上一篇
丁业威1(
), 刘延彬1, 杨会民2, 陈毅飞2(
), 陈挑挑1, 梁振伟1, 罗文杰2, 王学农2
收稿日期:2024-12-07
出版日期:2025-07-20
发布日期:2025-09-05
通信作者:
陈毅飞(1990-),男,河南正阳人,高级工程师,硕士,研究方向为农业机械装备研发,(E-mail)289819410@qq.com作者简介:丁业威(2004-),男,江西南昌人,本科,研究方向为农业机械化及其自动化,(E-mail)2756314295@qq.com
基金资助:
DING Yewei1(
), LIU Yanbin1, YANG Huimin2, CHEN Yifei2(
), CHEN Tiaotiao1, LIANG Zhenwei1, LUO Wenjie2, WANG Xuenong2
Received:2024-12-07
Published:2025-07-20
Online:2025-09-05
Supported by:摘要:
【目的】研究越冬休眠期罗布麻植株物理特征,进行茎秆力学特性试验,为罗布麻割捆收获机的设计提供理论依据。【方法】观察和测定罗布麻株型特征及茎秆结构,通过数据统计方法分析研究茎秆直径、韧皮和加载速度对罗布麻茎秆力学特性的影响规律。【结果】越冬休眠期罗布麻茎秆形变无屈服阶段;有皮、无皮茎秆的径向压缩载荷和径向压缩弹性模量先随着直径的增大先增加后缓慢减小,且有皮茎秆均大于无皮茎秆;茎秆弯曲载荷和弹性模量随着茎秆直径的增加而分别增加和减小;剪切载荷随着茎秆直径的增加而变大,剪切能耗随着加载速度和茎秆直径的增加分别减小和增加,且随着加载速度的增加,茎秆直径对剪切能耗的影响减弱。【结论】在设计与开发罗布麻割捆收获机械时,需考虑罗布麻茎秆结构的影响和切割速度高、刀具锋力、高硬度且高耐磨材料、切割角度优化等设计原则。
中图分类号:
丁业威, 刘延彬, 杨会民, 陈毅飞, 陈挑挑, 梁振伟, 罗文杰, 王学农. 越冬休眠期罗布麻茎秆力学特性分析[J]. 新疆农业科学, 2025, 62(7): 1812-1820.
DING Yewei, LIU Yanbin, YANG Huimin, CHEN Yifei, CHEN Tiaotiao, LIANG Zhenwei, LUO Wenjie, WANG Xuenong. Study on mechanical characteristics of stem of Apocynum apocynum L. during overwintering dormancy[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2025, 62(7): 1812-1820.
| 直径 Diameter (mm) | 最大值 Maximum | 最小值 Minimum | 平均值 Mean | 标准差 SD |
|---|---|---|---|---|
| 3 | 0.114 | 0.099 | 0.104 | 0.006 |
| 4 | 0.209 | 0.149 | 0.184 | 0.024 |
| 5 | 0.304 | 0.173 | 0.230 | 0.047 |
| 6 | 0.351 | 0.207 | 0.284 | 0.053 |
| 7 | 0.473 | 0.281 | 0.358 | 0.074 |
表1 茎秆空腔占比
Tab.1 Proportion of stem cavity η
| 直径 Diameter (mm) | 最大值 Maximum | 最小值 Minimum | 平均值 Mean | 标准差 SD |
|---|---|---|---|---|
| 3 | 0.114 | 0.099 | 0.104 | 0.006 |
| 4 | 0.209 | 0.149 | 0.184 | 0.024 |
| 5 | 0.304 | 0.173 | 0.230 | 0.047 |
| 6 | 0.351 | 0.207 | 0.284 | 0.053 |
| 7 | 0.473 | 0.281 | 0.358 | 0.074 |
| 直径 Diameter (mm) | 最大值 Maximum (N) | 最小值 Minimum (N) | 平均值 Mean (N) | 标准差 SD |
|---|---|---|---|---|
| 3 | 162.87 | 143.51 | 150.93 | 8.53 |
| 4 | 223.28 | 200.71 | 210.71 | 10.10 |
| 5 | 309.36 | 229.86 | 277.42 | 38.25 |
| 6 | 312.90 | 204.52 | 246.28 | 49.48 |
| 7 | 290.56 | 177.24 | 237.13 | 54.00 |
表2 无皮茎秆径向压缩载荷
Tab.2 The radial compression load of skinless stem
| 直径 Diameter (mm) | 最大值 Maximum (N) | 最小值 Minimum (N) | 平均值 Mean (N) | 标准差 SD |
|---|---|---|---|---|
| 3 | 162.87 | 143.51 | 150.93 | 8.53 |
| 4 | 223.28 | 200.71 | 210.71 | 10.10 |
| 5 | 309.36 | 229.86 | 277.42 | 38.25 |
| 6 | 312.90 | 204.52 | 246.28 | 49.48 |
| 7 | 290.56 | 177.24 | 237.13 | 54.00 |
| 直径 Diameter (mm) | 最大值 Maximum (N) | 最小值 Minimum (N) | 平均值 Mean (N) | 标准差 SD |
|---|---|---|---|---|
| 3 | 189.10 | 155.22 | 165.49 | 15.86 |
| 4 | 281.41 | 207.71 | 243.97 | 30.32 |
| 5 | 433.64 | 324.05 | 387.62 | 51.61 |
| 6 | 442.14 | 318.75 | 363.62 | 57.59 |
| 7 | 389.72 | 264.97 | 328.52 | 63.21 |
表3 有皮茎秆径向压缩载荷
Tab.3 The radial compression load of a skinned stem
| 直径 Diameter (mm) | 最大值 Maximum (N) | 最小值 Minimum (N) | 平均值 Mean (N) | 标准差 SD |
|---|---|---|---|---|
| 3 | 189.10 | 155.22 | 165.49 | 15.86 |
| 4 | 281.41 | 207.71 | 243.97 | 30.32 |
| 5 | 433.64 | 324.05 | 387.62 | 51.61 |
| 6 | 442.14 | 318.75 | 363.62 | 57.59 |
| 7 | 389.72 | 264.97 | 328.52 | 63.21 |
| 直径 Diameter (mm) | 最大值 Maximum (N) | 最小值 Minimum (N) | 平均值 Mean (N) | 标准差 SD |
|---|---|---|---|---|
| 3 | 22.41 | 18.35 | 20.76 | 1.82 |
| 4 | 38.10 | 31.55 | 34.59 | 2.90 |
| 5 | 53.69 | 42.94 | 49.64 | 4.92 |
| 6 | 72.38 | 52.61 | 61.53 | 8.19 |
| 7 | 100.37 | 74.59 | 85.30 | 10.83 |
表4 有皮茎秆弯曲载荷
Tab.4 The bending load of a skinned stem
| 直径 Diameter (mm) | 最大值 Maximum (N) | 最小值 Minimum (N) | 平均值 Mean (N) | 标准差 SD |
|---|---|---|---|---|
| 3 | 22.41 | 18.35 | 20.76 | 1.82 |
| 4 | 38.10 | 31.55 | 34.59 | 2.90 |
| 5 | 53.69 | 42.94 | 49.64 | 4.92 |
| 6 | 72.38 | 52.61 | 61.53 | 8.19 |
| 7 | 100.37 | 74.59 | 85.30 | 10.83 |
| 直径 Diameter (mm) | 最大值 Maximum (N) | 最小值 Minimum (N) | 平均值 Mean (N) | 标准差 SD |
|---|---|---|---|---|
| 3 | 73.84 | 54.93 | 66.05 | 8.52 |
| 4 | 131.39 | 105.54 | 116.49 | 11.83 |
| 5 | 195.12 | 136.62 | 161.33 | 29.11 |
| 6 | 213.52 | 165.25 | 190.71 | 24.41 |
| 7 | 269.82 | 196.95 | 220.00 | 34.15 |
表5 有皮茎秆剪切载荷
Tab.5 The sheared load of a skinned stem
| 直径 Diameter (mm) | 最大值 Maximum (N) | 最小值 Minimum (N) | 平均值 Mean (N) | 标准差 SD |
|---|---|---|---|---|
| 3 | 73.84 | 54.93 | 66.05 | 8.52 |
| 4 | 131.39 | 105.54 | 116.49 | 11.83 |
| 5 | 195.12 | 136.62 | 161.33 | 29.11 |
| 6 | 213.52 | 165.25 | 190.71 | 24.41 |
| 7 | 269.82 | 196.95 | 220.00 | 34.15 |
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