论文部分内容阅读
为给木薯茎秆的机械化处理和合理利用,如粉碎还田、秸秆气化等,提供基础技术参数和理论依据,促进木薯产业的可持续发展,本研究利用万能材料试验机和自制刀具、支座对华南205品种的木薯茎秆进行了4种力学特性试验。研究的主要内容和结论如下：(1)对不同含水率(67.32%、63.47%、60.42%)、不同取样部位(上部、中部、下部)的木薯茎秆在不同加载速率(20mm/min、40mm/min、60mm/min、80mm/mi n、100mm/min)下进行拉仲力学特性试验,结果表明：上部茎秆的最大拉仲载荷范围是79.43～385.40N,均值是119.05N,抗拉强度的范围是10.37～43.09MPa,均值是20.27Mpa,拉仲弹性模量的范围是1028.54～2308.21MPa,均值是1615.73MPa；中部茎秆的最大拉伸载荷范围是144.16～476.60N,均值是287.92N,抗拉强度的范围是10.85～37.44MPa,均值是22.63MPa,拉仲弹性模量的范围是985.26～2615.87MPa,均值是1794.35MPa；下部茎秆的最大拉仲载荷范围是179.46～764.92N,均值是452.87N,抗拉强度的范围是9.95～47.83MPa,均值是25.64Mpa,拉仲弹性模量的范围是904.53～3136.66MPa,均值是1884.41Mpa。加载速度对拉仲的最大载荷、抗拉强度、拉仲弹性模量没有显著性影响；生长部位对拉伸的最大载荷有极显著影响,而对抗拉强度、拉伸弹性模量没有显著性影响；含水率对拉仲的拉伸强度有极显著的影响,而对最大载荷和拉伸弹性模量均无显著性影响。(2)对不同含水率(67.32%、63.47%、60.42%)、不同取样部位(上部、中部、下部)的木薯茎秆在不同加载速率(20mm/min、40mm/min、60mm/min、80mm/mi n、100mm/min)下进行轴向和径向压缩力学特性试验,结果表明：轴向压缩时,上部茎秆的最大压缩载荷范围是817.875～3309.744N,均位是2187.28N,抗压强度的范围是7.49～15.30MPa,均值是10.65MPa,弹性模量的范围是124.6～483.9MPa,均值是249.29MPa；中部茎秆的最大载荷范围是2912.575～5585.79N,均值是3867.63N,抗压强度的范围是9.76～12.97MPa,均位是11.97MPa,弹性模量的范围是120.7～387.5MPa,均值是270.33MPa;下部茎秆的最大载荷范围是3548.05～7802.17N,均值是5892.03N,抗压强度的范围是10.79～15.74MPa,均值是12.81MPa,弹性模量的范围是191.1～399.2MPa,均值是265.35MPa。加载速度和含水率对最大载荷没有显著性影响,而生长部位对最大载荷有极显著影响。加载速度对抗压强度没有显著性影响,含水率对抗压强度有显著性影响,生长部位对抗压强度有极显著的影响。加载速度、含水率、生长部位对弹性模量均没有显著性影响。径向压缩时,上部茎秆的最大压缩载荷范围是176.52～664.89N,均值是345.40N,抗压强度的范围是0.70～1.83MPa,均值是1.24MPa；中部茎秆的最大载荷范围是329.50-864.95N,均值是542.90N,抗压强度的范围是0.80-1.83MPa,均值是1.19MPa；下部茎秆的最大载荷范围是406.00-967.62N,均值是662.97N,压缩强度的范围是0.61～1.74MPa,均值是1.09MPa。生长部位对最大载荷有极显著影响,而加载速度和含水率对其没有显著性影响,加载速度、含水率和生长部位对抗压强度均没有显著性影响。(3)对不同含水率的木薯茎秆在不同剪切方式和不同加载速率下进行剪切力学特性试验,结果表明：滑切时,茎秆的剪切破坏载荷范围是241.22-1150.32N,均值是662.3ON,剪切强度的范围是1.55-7.51MPa,均值是4.20MPa。滑切角对滑切剪切强度有显著性影响,刀片倾角对滑切剪切强度有极显著性影响,而含水率和加载速度对滑切剪切强度没有显著性影响。削切时,茎秆的剪切破坏载荷范围是261.84-1235.64N,均值是649.24N,剪切强度的范围是1.12-4.99MPa,均值是2.17MPa。削切角和加载速度对削切强度有显著性影响,而含水率对剪切强度没有显著性影响。(4)对不同含水率(67.32%、63.47%、60A2%)、不同取样部位(上部、中部、下部)的木薯茎秆在不同加载速率(20mm/min、40mm/min、60mm/min、80mm/mi n、100mm/min)下进行弯曲力学特性试验,结果如下：上部茎秆的最大载荷范围是114.74-576.63N,均值是329.50N,抗弯强度的范围是9.45～15.82MPa,均值是12.90MPa,弹性模量的范围是123.94～427.42MPa,均值是295.45MPa；中部茎秆的最大载荷范围是341.27～1144.44N,均值是699.41N,抗弯强度的范围是10.69～17.65MPa,均值是13.59MPa,弹性模量的范围是127.56-308.15MPa,均值是209.12MPa；下部茎秆的最大载荷范围是685.49-1729.89N,均值是1187.78N,抗弯强度的范围是12.13～18.52MPa,均值是15.26MPa,弹性模量的范围是80.55～256.21MPa,均值是150.61MPa。加载速度对最大载荷有极显著性影响,对弹性模量有显著性影响,对抗弯强度无显著性影响均；生长部位对最大载荷、抗弯强度和弹性模量均有极显著影响；含水率对最大载荷和弹性模量均有极显著的影响,对抗弯强度无显著性影响。