柠条的弯曲力学性能试验分析与研究论文

柠条的弯曲力学性能试验分析与研究目录柠条的弯曲力学性能试验分析与研究11 引言11.1 研究的背景11.1.1柠条简介11.1.2 研究背景21.2研究现状及未来发展趋势21.2.1研究现状21.2.2未来发展趋势31.3 本研究的目的及意义32.试验材料及方法32.1试验原料及工具（见附录）：32.1.1原料的采集及保存32.1.2 试样的制作及保存32.2 试验仪器：42.2.1仪器简介42.2.2仪器工作原理42.3 试验方法及内容52.3.1试验的具体步骤：52.3.2 试验过程要点52.3.2.1 原料的采集52.3.2.2 试样的制作52.3.2.3 测量柠条试样的宽度和厚度及画线标记62.3.2.4弯曲试验及生成报告62.3.2.5 计算机详细操作过程：63 试验结果与分析93.1 弯曲速度20mm/min，弯曲角度0°对柠条弯曲力学性能的影响93.2弯曲速度20mm/min，弯曲角度30°对柠条弯曲力学性能的影响103.3弯曲速度20mm/min，弯曲角度45°对柠条弯曲力学性能的影响113.4弯曲速度20mm/min，数据对比124 MALAB数据分析125 讨论试样制作方法的改进136附录146.1角度台草图和柠条加工模具草图146.2试样图片和试验存档图片157结论16参考文献17致谢18毕业论文中文摘要柠条的弯曲力学性能试验分析与研究摘要：柠条(Caraganas)是适应逆境比较强的一种特种植物，近些年来，许多学者对柠条进行了多方面的研究，并且将柠条进一步推向农业科学的前沿，本论文试验重点从柠条的剪切力学性能方面来研究的。该试验在微机控制电子万能试验机上完成，通过变换不同弯曲角度，对柠条进行剪切试验，从而得出柠条的弯曲力位移曲线及最大弯曲力，为人们利用柠条用途提供了一定的参考价值，为柠条收割机的设计与研制提供了理论依据。关键词：柠条 力学性能 弯曲试验 弯曲力毕业论文英文摘要The bendmechanics performance test of forestation analysis and researchAbstractCaraganas is the time to meet adversity compare strong a special plants, in recent years, many scholars in the aspects of the time, the time will be further push the frontiers of the agricultural science, this paper tests the focus from the time the bend mechanical performance to study. Test in the microcomputer control electronic universal testing machine, through the transformation of the complete different bending Angle, the time of shear test, and concluded that the time of the bend force-the displacement curve and largest fresh bending force, for people using the time USES for a certain reference value to the design and develop harvester of amorphous provides theory basis.Keywords：Caravans Mechanical properties bending test Shear1 引言 大面积种植发展柠条林既有生态价值，也有经济价值。机械化收割是大面积推广限制条件。弯曲是机械化收获过程中需要完成的主要工序。三大黄土高原土地研究所已经对柠条的耐旱性、耐热性、抗寒性、耐沙埋性、耐贫瘠性等抗性进行了研究。山西省畜牧兽医学校的田晋梅、谢海军对柠条的经济效益、工业效益、社会效益、生态效益进行了研究。山西省农业机械化技术推广总站的马永康对柠条切割机理及收割机切割器设计进行了研究。 本论文试验是在危机控制电子万能实验机（CMT6140）上设计完成的，通过采取不同的弯曲角度，对柠条试样进行弯曲，研究柠条的弯曲力学性能，为人们利用柠条用途和研制柠条收割机，打捆机提供了理论依据。1.1 研究的背景 1.1.1柠条简介 柠条是一种锦鸡儿植物，为落叶灌木，系欧亚大陆之特产，是欧亚草原植物亚区的典型植被。全世界约有100余种，我国现已查明有67种，山西省约有20种。在我国主要分布在黄河以北干燥地区，西南和西北则以西藏高原为中心，少数类种分布在长江下游及长江以南。从全世界分布范围看，自欧洲北部经高加索及中亚向东，直达苏联西伯利亚及朝鲜、日本，南至尼泊尔、不丹、锡金及印度北部。山西省柠条主要是人工林，起始于山西省西北各县，据考证，在清末宣统二年（1910年）由内蒙古和陕西省相继传入山西省北部，以后逐步南移，栽培历史已有70年以上，大量种植则在50年代末期，西北部较多，南部较少。它的冠幅大，高34米，最高可达6米，可以防风，它的根系庞大。一丛15年生的柠条，根径为8厘米，细毛根多达8160条，可以固沙，减小地面径流。它的叶多，可以减少蒸腾，防止水分蒸发，是耐旱的特征表现。不仅如此，柠条还可以用于编织、饲料、造纸入药、榨油、燃料等各种经营。种植柠条，可以走出一条恢复植被、治理和改善环境的灿烂之路，也能走出一条农民发展致富之路。因此，大面积种植发展柠条林既有生态价值，也有经济价值。 1.1.2 研究背景 柠条为豆科锦鸡儿属灌木饲用植物的俗称，具有耐寒冷、耐高温、耐贫瘠、耐风沙和生命力极强的特点。因其枝叶、种子是营养价值很高的饲料，同时在生态保护方面特有的作用，柠条的种植和利用在我国中西部地区日益倍受重视，种植面积已超过2000万亩。按其经济生长期计算，必须3-5年进行一次平茬复壮。目前为保证生态功能，一般采取隔年、隔带轮换平茬。平茬方法为人工撅头刨、夹剪剪切, 背负式割灌机切割平茬，虽成本低，操作简便，但生产效率低，劳动强度大，无法实现大面积生产。枝叶和种子收集困难大、损失严重，用作饲料，采取也必须及时。因此，研制柠条收获机械、实现机械化柠条平茬与收获已成为柠条林产业发展突破瓶颈的关键。本论文研究柠条的弯曲力学性能，从而得出柠条的弯曲力位移曲线及最大弯曲力，为人们利用柠条用途提供了一定的参考价值，为柠条收割机，打捆机的设计与研制提供了理论依据。1.2研究现状及未来发展趋势 1.2.1研究现状 柠条作为一种豆科锦鸡儿落叶灌木，有适合耐干旱，乃耐寒冷，耐高温等逆境的外部形态，也有耐逆境的生理特性，无论严寒阔暑，都能生长。 柠条的根系发达，灌幅大，能够防风固沙，减少地面径；枯落物多，根系发达，能够改善土壤条件，增加土壤腐殖质的含量，增加土壤酶活性。 柠条的营养丰富，是很好的饲料原料，也是很好的工业原料，能够给农民带来很大的收入。 目前常用的柠条收割机有：往复式切割机，切割效果高，广泛应用于小麦联合售货机、大豆收割机、割草机等。但由于柠条树多生长在干旱沙土环境，大部分枝条切割阻力较大，工作过程中切割器磨损、损坏十分严重，往复式切割机在柠条采收机械上的应用受到很大限制。回转式切割机，切割速度一般大于25m/s，最高可达到90m/s，切割能力强，畜牧机械和玉米收割机械上采用较多。这种切割机一旦锯齿刃部磨损，其切割效率急剧下降，切割阻力明显增加，刀片寿命很短，使用成本高。甩刀式回转切割机，切割时对柠条枝条切口破坏比较严重，对于干旱地区柠条的复萌再生影响较大。因此通过柠条弯曲试验对柠条收割机，打捆机的设计提供更多的理论依据。 1.2.2未来发展趋势 环境与发展是当今世界面临的两大热点话题，搞好环境保护和治理，实现社会经济的可持续发展，是我国社会主义建设的根本战略方针。柠条对土壤的要求不严，成活率高，生态适宜，对改善生态环境、增加经济效益、提高社会效益都有很大的作用，尤其是它在干旱、半干旱条件下长势良好，易栽培，易成活，是改善我国乃至全球范围沙漠化地区、黄土高原地貌、土质的一种优良灌木树种。因此，大力发展柠条林，是我国今后干旱和半干旱地区绿色环保的主体方向。 另外，在大力发展柠条林的情况下， 通过对柠条的弯曲力学性能的试验与研究，尽早研制出功能强、效率高的收割机，打捆机也是必不可少的。 1.3 本研究的目的及意义 本试验在微机控制电子万能试验机上完成，通过变换不同的弯曲角度，对柠条试样进行弯曲试验，从而得出柠条试样的弯曲力位移曲线及最大弯曲力，为人们利用柠条用途提供了一定的参考价值，为柠条收割机，打捆机的设计与研制提供了理论依据、也为人们大量种植柠条林提供参考价值。2.试验材料及方法 2.1试验原料及工具（见附录）： 柠条枝：采自山西省农科院 游标卡尺：工学院生物力学实验室 钢锯：市售 柠条加工模具：农大工厂造 2.1.1原料的采集及保存 2011年4月中旬由武志明教授带领我们带去山西省农科院随机采集柠条灌木枝条，采集数目为20根左右，保存外皮，去心 ; 回到实验室冷藏于-11的储藏柜中。 2.1.2 试样的制作及保存 用钢锯将柠条枝截断，每段长为4cm左右试样，去皮 用小刀将试样削成宽*厚3*3的小试样 将小试样放入学校工厂精心加工的小矩形槽中,再用小刀削成宽*厚约3*3 将做好的试样放入-11的储藏柜中 (5)尽量保证木质纤维的完整度，剔出有节部位2.2 试验仪器：微机控制电子万能实验机（CMT6140）：深圳市新三思材料检测有限公司 2.2.1仪器简介 微机控制电子万能实验机主要用于各种金属、非金属、及复合材料试样的拉伸、 压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂等力学性能试验，可求出试验最大力、抗拉强度、弯曲强度、压缩强度、弹性模量、断裂延伸率、屈服强度等参数、适合于各行各业力学实验室和质量检验部门的材料力学特性试验。该机设计完成满足国标GB/T16491-1996电子万能实验机、GB/T228-2002金属材料、温室拉伸试验方法和GB/T7314金属材料室温压缩方法的要求。 其用途广泛，功能多。高性能的负荷机架，门式力系框架、重量轻、刚度高、高速大载荷下运行平稳。动横梁位置微调，配手动控制器可以理想的完成质疑功能；先进的机械传动机构，齿形胶带式减速器配以滚珠丝杠副的传动效率高于70%，传动平稳，噪音低于65db；可做恒负荷、恒位移、恒应变实验，全数字控制，具有负荷、位移、应变三种闭环控制方式，并能在实验过程中在三种方式之间实现无冲击平滑转换，并且任何一种控制方式下都可以进行循环和保持控制。PID控制参数调节操作简单。 2.2.2仪器工作原理 电子万能试验机是专门针对高等院校、科研院所而设计的新一代空间微机控制电子万能试验机。试验机主机与辅具的设计借鉴了日本岛津的先进技术，外形美观，操作方便，性