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荸荠移栽期秧苗茎秆的径向压缩、剪切与弯曲试验
1
作者
宿衍强
周勇
《华中农业大学学报》
北大核心
2025年第2期276-283,共8页
研究移栽期荸荠茎秆的力学特性可为实现移栽的机械化提供理论基础。以湖北省黄冈市团风县的鄂荠1号和大红袍荸荠茎秆为研究对象,利用TMS-PRO质构仪进行径向压缩、剪切和弯曲试验。结果表明,径向压缩试验时茎秆径向承受力从上往下依次增...
研究移栽期荸荠茎秆的力学特性可为实现移栽的机械化提供理论基础。以湖北省黄冈市团风县的鄂荠1号和大红袍荸荠茎秆为研究对象,利用TMS-PRO质构仪进行径向压缩、剪切和弯曲试验。结果表明,径向压缩试验时茎秆径向承受力从上往下依次增大,下部均值为4.0~4.1 N;搁置时间越长(4 h内),茎秆含水率越低,径向承受力越小;加载速率对径向承受力的影响不显著。剪切试验结果表明,茎秆下部剪切力最大,均值在120~165 N,剪切强度6 MPa左右。4 h的搁置时长对剪切力的影响不显著。弯曲试验结果表明,茎秆上部的抗弯刚度最小,均值在1.4×10^(-3)~1.6×10^(-3) N·m^(2),中部的弯曲弹性模量最大,均值在290~405 MPa,下部的截面惯性矩最大,均值在33~35 mm4,且受力均明显高于上部和中部,其最大载荷的平均数值小于2 N。
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关键词
荸荠茎秆
移栽期
压缩
弯曲
剪切
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职称材料
振动挤压式荸荠收获机的设计与试验
被引量：
3
2
作者
吴泽栋
刘浩蓬
+3 位作者
张国忠
周勇
宿衍强
刘冉
《华中农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期205-214,共10页
针对旱收荸荠(Eleocharis dulcis)时人工劳动强度大、作业效率低和果土分离困难的问题,设计了一种振动挤压式荸荠收获机。通过对作业过程中荸荠土块的受力分析,确定了影响分离性能的关键参数为振动板振幅、振动板振频和钉齿辊转速,并根...
针对旱收荸荠(Eleocharis dulcis)时人工劳动强度大、作业效率低和果土分离困难的问题,设计了一种振动挤压式荸荠收获机。通过对作业过程中荸荠土块的受力分析,确定了影响分离性能的关键参数为振动板振幅、振动板振频和钉齿辊转速,并根据已有经验初步确定关键参数取值范围。以振动板振幅、振动板振频和钉齿辊转速为影响因素,以土层破碎率为评价指标,利用Design-Expert 10.0设计CCD中心组合试验,通过RecurDyn-EDEM耦合进行仿真,确定当振动板振幅为33.04 mm、振动板振频6.63 Hz、钉齿辊转速336.72 r/min时,存在较优破碎效果,土层破碎率为93.58%。以振动板实际振幅32.41 mm、振频6.5 Hz,钉齿滚转速330 r/min进行田间验证试验,结果显示,实际土层破碎率93.54%、明荠率80.33%、损伤率28.08%,碎土效果好,与仿真结果拟合度高。试验结果表明,通过增强土层破碎效果进而提高果土分离程度,使得分离后的荸荠抛撒在表层,便于人工捡拾。
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关键词
荸荠
收获机械
振动挤压破碎
RecurDyn-EDEM耦合仿真
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职称材料
往复式水力冲刷挖藕装置试验平台设计与试验
3
作者
刘冉
周勇
+4 位作者
张国忠
陶国瑛
唐楠锐
唐昊建
宿衍强
《华中农业大学学报》
2025年第5期229-240,共12页
针对目前传统水力挖藕喷头的固定冲刷方式存在作业效率低、漏冲现象严重的问题,设计一种往复式水力冲刷挖藕装置试验平台。利用Fluent仿真对喷头形状开展单因素试验,得到喷头最优形状为锥柱形。基于EDEM-Fluent耦合仿真对喷头关键尺寸...
针对目前传统水力挖藕喷头的固定冲刷方式存在作业效率低、漏冲现象严重的问题,设计一种往复式水力冲刷挖藕装置试验平台。利用Fluent仿真对喷头形状开展单因素试验,得到喷头最优形状为锥柱形。基于EDEM-Fluent耦合仿真对喷头关键尺寸及工作参数开展正交试验,得到喷头最优参数为出水口直径15 mm、离泥高度50 mm及射流角度30°。采用积分法对喷头运动轨迹及冲刷面积进行理论分析,并利用Matlab计算得到喷头理论最优前进速度为17.3 mm/s、摆动速度为130.7 mm/s。基于往复式水力冲刷挖藕装置试验平台开展单喷头冲刷淤泥性能试验,结果显示喷头关键尺寸及工作参数仿真试验可靠。为探究射流角度、前进速度、摆动速度对莲藕挖净率的综合影响,开展Box-Behnken中心组合性能试验,结果显示,当射流角度为27.4°、前进速度为10.6 mm/s、摆动速度为191.1 mm/s时,莲藕挖净率最大,仿真模拟与台架试验结果显示莲藕挖净率分别为93%和91%。
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关键词
往复式水力冲刷
莲藕挖藕机
液压系统
Fluent流体仿真
Fluent-EDEM耦合仿真
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职称材料
题名
荸荠移栽期秧苗茎秆的径向压缩、剪切与弯曲试验
1
作者
宿衍强
周勇
机构
华中农业大学工学院/农业农村部长江中下游农业装备重点实验室
出处
《华中农业大学学报》
北大核心
2025年第2期276-283,共8页
基金
国家特色蔬菜产业技术体系专项(CARS-24-D-02)。
文摘
研究移栽期荸荠茎秆的力学特性可为实现移栽的机械化提供理论基础。以湖北省黄冈市团风县的鄂荠1号和大红袍荸荠茎秆为研究对象,利用TMS-PRO质构仪进行径向压缩、剪切和弯曲试验。结果表明,径向压缩试验时茎秆径向承受力从上往下依次增大,下部均值为4.0~4.1 N;搁置时间越长(4 h内),茎秆含水率越低,径向承受力越小;加载速率对径向承受力的影响不显著。剪切试验结果表明,茎秆下部剪切力最大,均值在120~165 N,剪切强度6 MPa左右。4 h的搁置时长对剪切力的影响不显著。弯曲试验结果表明,茎秆上部的抗弯刚度最小,均值在1.4×10^(-3)~1.6×10^(-3) N·m^(2),中部的弯曲弹性模量最大,均值在290~405 MPa,下部的截面惯性矩最大,均值在33~35 mm4,且受力均明显高于上部和中部,其最大载荷的平均数值小于2 N。
关键词
荸荠茎秆
移栽期
压缩
弯曲
剪切
Keywords
stalks of water chestnut
the stage of transplanting
compression
bending
shearing
分类号
S223.99 [农业科学—农业机械化工程]
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职称材料
题名
振动挤压式荸荠收获机的设计与试验
被引量：
3
2
作者
吴泽栋
刘浩蓬
张国忠
周勇
宿衍强
刘冉
机构
华中农业大学工学院/农业农村部长江中下游农业装备重点实验室
出处
《华中农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期205-214,共10页
基金
国家特色蔬菜产业技术体系专项(CARS-24-D-02)。
文摘
针对旱收荸荠(Eleocharis dulcis)时人工劳动强度大、作业效率低和果土分离困难的问题,设计了一种振动挤压式荸荠收获机。通过对作业过程中荸荠土块的受力分析,确定了影响分离性能的关键参数为振动板振幅、振动板振频和钉齿辊转速,并根据已有经验初步确定关键参数取值范围。以振动板振幅、振动板振频和钉齿辊转速为影响因素,以土层破碎率为评价指标,利用Design-Expert 10.0设计CCD中心组合试验,通过RecurDyn-EDEM耦合进行仿真,确定当振动板振幅为33.04 mm、振动板振频6.63 Hz、钉齿辊转速336.72 r/min时,存在较优破碎效果,土层破碎率为93.58%。以振动板实际振幅32.41 mm、振频6.5 Hz,钉齿滚转速330 r/min进行田间验证试验,结果显示,实际土层破碎率93.54%、明荠率80.33%、损伤率28.08%,碎土效果好,与仿真结果拟合度高。试验结果表明,通过增强土层破碎效果进而提高果土分离程度,使得分离后的荸荠抛撒在表层,便于人工捡拾。
关键词
荸荠
收获机械
振动挤压破碎
RecurDyn-EDEM耦合仿真
Keywords
water chestnut
harvesting machinery
vibration extrusion crushing
simulation of Recur-Dyn-EDEM coupling
分类号
S225.7 [农业科学—农业机械化工程]
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职称材料
题名
往复式水力冲刷挖藕装置试验平台设计与试验
3
作者
刘冉
周勇
张国忠
陶国瑛
唐楠锐
唐昊建
宿衍强
机构
华中农业大学工学院/农村农业部长江中下游农业装备重点实验室
出处
《华中农业大学学报》
2025年第5期229-240,共12页
基金
国家特色蔬菜产业技术体系专项(CARS-24-D-02)。
文摘
针对目前传统水力挖藕喷头的固定冲刷方式存在作业效率低、漏冲现象严重的问题,设计一种往复式水力冲刷挖藕装置试验平台。利用Fluent仿真对喷头形状开展单因素试验,得到喷头最优形状为锥柱形。基于EDEM-Fluent耦合仿真对喷头关键尺寸及工作参数开展正交试验,得到喷头最优参数为出水口直径15 mm、离泥高度50 mm及射流角度30°。采用积分法对喷头运动轨迹及冲刷面积进行理论分析,并利用Matlab计算得到喷头理论最优前进速度为17.3 mm/s、摆动速度为130.7 mm/s。基于往复式水力冲刷挖藕装置试验平台开展单喷头冲刷淤泥性能试验,结果显示喷头关键尺寸及工作参数仿真试验可靠。为探究射流角度、前进速度、摆动速度对莲藕挖净率的综合影响,开展Box-Behnken中心组合性能试验,结果显示,当射流角度为27.4°、前进速度为10.6 mm/s、摆动速度为191.1 mm/s时,莲藕挖净率最大,仿真模拟与台架试验结果显示莲藕挖净率分别为93%和91%。
关键词
往复式水力冲刷
莲藕挖藕机
液压系统
Fluent流体仿真
Fluent-EDEM耦合仿真
Keywords
reciprocating hydraulic flushing
digging machine for roots of lotus
hydraulic system
Fluent fluid simulation
Fluent-EDEM coupled simulation
分类号
S225.92 [农业科学]
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职称材料
题名
作者
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被引量
操作
1
荸荠移栽期秧苗茎秆的径向压缩、剪切与弯曲试验
宿衍强
周勇
《华中农业大学学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
振动挤压式荸荠收获机的设计与试验
吴泽栋
刘浩蓬
张国忠
周勇
宿衍强
刘冉
《华中农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
3
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职称材料
3
往复式水力冲刷挖藕装置试验平台设计与试验
刘冉
周勇
张国忠
陶国瑛
唐楠锐
唐昊建
宿衍强
《华中农业大学学报》
2025
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