苎麻韧皮撕裂力学性能试验研究

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苎麻是我国特产,目前的种植面积和产量均占世界的90%。苎麻纤维由于其优点突出而广泛受到国际消费市场的青睐。现在国内和国际市场对苎麻的需求量越来越大。但是剥制苎麻长期以来都是制约苎麻产业发展的“瓶颈”,国内外高校和科研机构研究重点大多集中在机械机构设计及局部优化方面,忽视了对被加工物料苎麻茎秆的力学特性的研究。近年来,有些专家学者研究了苎麻茎秆的抗拉、抗压、抗剪切力等物理参数。却鲜有人研究苎麻茎秆韧皮部从木质部撕裂的力学特性,本文重点研究苎麻茎秆韧皮撕裂力学性能,以期为研制新型苎麻剥制机械尤其是反拉整骨式苎麻剥制机提供理论支撑。本文主要的研究内容如下:1)论文通过“五点测量法”测量得出“湖苎5号”品种在田间的平均密度、平均株高、平均底部直径、平均中部直径等参数。以这些参数为试验依据,模拟通过机械将苎麻韧皮纤维从茎秆上撕裂的过程,对苎麻植株进行了预备试验,通过预备试验预测了苎麻植株撕裂力的大小与其撕裂角度有关。2)在预备试验的基础上,为保证试验中的撕裂角度恒定,设计苎麻撕裂试验辅助试验架,并进行了不同撕裂角度的单侧反向撕裂试验,试验结果表明:撕裂力与撕裂角度成反比例,即撕裂角度越大,撕裂力越小。同时也验证了撕裂力与撕裂角度有关。3)针对“湖苎5号”苎麻植株进行了取撕裂角度最大值为180°的单侧反向撕裂和双侧反向撕裂试验,分别得到了其撕裂力的最大值、平均值及标准差;试验结果表明:双侧反向撕裂平均撕裂力大小近似为单侧反向撕裂平均撕裂力的两倍;苎麻茎秆韧皮纤维的平均撕裂力与撕裂角度、植株直径等因素有关。平均撕裂力随着撕裂角度的增大而减少,随着苎麻直径的增大而增大;苎麻茎秆韧皮纤维的最大撕裂力出现在茎秆节点上,其大小不仅与节点大小及撕裂节点的方式有关,还和苎麻韧皮纤维撕裂方式有关。研究上述苎麻茎秆韧皮纤维从木质部撕裂开的撕裂力平均值及影响因素,以期为动力剥麻机械设计提供理论依据。
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