不同玉米果穗位姿与含水率对穗柄断裂特性的影响

S225.5+1; 为解决现有摘穗机构功耗大、苞叶残留多的问题,该文以手工摘穗为研究模本,提炼出基于果穗位姿变化的穗柄受力断裂模型.以4种不同含水率的收获期玉米为试验材料,以果穗偏转角度为因素,进行了2组穗柄拉伸断裂随机区组试验.结果表明,随着果穗偏转角度增大,穗柄拉断力、断裂拉伸量及苞叶残留率会在一临界角度产生突变;当籽粒含水率分别为34.8%、30.2%、25.1%和20.3%时,该临界角度分别为50o～55o、50o～55o、45o～50o和45o～50o;穗柄偏转达到临界角度后,玉米穗柄拉断力分别降低了80%、86%、84%和80%,断裂拉伸量增加了72%、70%、93%和84%,苞叶...

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Published in农业工程学报 Vol. 35; no. 16; pp. 60 - 69
Main Authors 付乾坤, 付君, 陈志, 张立波, 任露泉
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 吉林大学生物与农业工程学院,长春 130022 15.08.2019
中国农业机械化科学研究院,北京 100083%吉林大学生物与农业工程学院,长春 130022
吉林大学工程仿生教育部重点实验室,长春 130022
中国农业机械化科学研究院,北京 100083%河北中农博远农业装备有限公司,石家庄,050000
吉林大学生物与农业工程学院,长春 130022%吉林大学工程仿生教育部重点实验室,长春 130022
Subjects
agricultural machinery
力学
玉米
试验
corn
position and orientation
mechanics
fracture
摘穗
experiment
断裂
位姿
农业机械
ear snapping
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ISSN1002-6819
DOI10.11975/j.issn.1002-6819.2019.16.007

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Summary:S225.5+1; 为解决现有摘穗机构功耗大、苞叶残留多的问题,该文以手工摘穗为研究模本,提炼出基于果穗位姿变化的穗柄受力断裂模型.以4种不同含水率的收获期玉米为试验材料,以果穗偏转角度为因素,进行了2组穗柄拉伸断裂随机区组试验.结果表明,随着果穗偏转角度增大,穗柄拉断力、断裂拉伸量及苞叶残留率会在一临界角度产生突变;当籽粒含水率分别为34.8%、30.2%、25.1%和20.3%时,该临界角度分别为50o～55o、50o～55o、45o～50o和45o～50o;穗柄偏转达到临界角度后,玉米穗柄拉断力分别降低了80%、86%、84%和80%,断裂拉伸量增加了72%、70%、93%和84%,苞叶去除率增加了 41%、34%、32%和 36%;结果表明,对茎秆施加拉力时对果穗施加横向载荷,使果穗发生大于临界角度的偏转,可实现低耗摘穗;分析发现,穗柄断裂行为突变的诱因是表层纤维的受力由拉应力变为弯曲正应力,导致裂纹的萌生和扩展机理发生变化.该研究可为新型摘穗机构的设计提供理论依据和数据支撑.
ISSN:1002-6819
DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2019.16.007