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[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
桑永英 张东兴 张梅梅
针对马铃薯收获过程中的碰撞损伤问题,对不同高度下落的新鲜马铃薯进行碰撞试验,根据淀粉变色原理,将马铃薯损伤程度分为3个级别;用拉伸试验确定马铃薯皮的弹性模量和破坏强度,利用ANSYS/LS-DYNA软件建立其力学模型,对马铃薯碰撞进行有限元分析得到应力等值图,并将有限元分析结果与碰撞试验结果比较。结果表明:当马铃薯下落高度为20~30 cm时,其碰撞应力值为1.01×106~1.15×106Pa,低于马铃薯的破坏强度值,此时马铃薯损伤率<4%,且能避免收获机输送臂碰撞马铃薯。所获得的实验数值可为马铃薯联合收获机输送臂防碰撞控制的研究提供参考。
关键词：
马铃薯 碰撞 损伤 有限元分析 应力
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
马帅 徐丽明 邢洁洁 袁全春 段壮壮 于畅畅 陈晨
针对葡萄在收获、储运过程中的碰撞损伤问题,对其进行不同高度的跌落碰撞试验,采用高速摄像机拍摄碰撞过程,分析跌落碰撞速度与果实碰撞损伤程度之间的关系;进行应力松弛试验;基于ABAQUS建立葡萄果实碰撞力学模型,进行跌落碰撞仿真试验,并对其进行有限元分析,将有限元分析结果与碰撞试验结果进行比较。结果表明:当葡萄的碰撞速度从0.5m/s增大到3m/s时,变形量从1.1mm增加到4.2mm,恢复系数由0.5减少到0.4;当葡萄碰撞速度达到1.5m/s时,果实内部开始发生较大损伤,此时内部最大碰撞应力为0.19MPa;当碰撞速度≤1.5m/s时,所建立的葡萄果实碰撞力学模型具有很高的精度,误差为8%。
关键词：
葡萄 跌落碰撞 粘弹性 有限元 机械损伤
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张也 徐飞扬 杨鸿达 孟鑫淼 高颖
【目的】用钢材替代工字型木梁的腹板部分以解决纯木梁腹板易剪切破坏、抗弯刚度低的问题,有助于减小构件尺寸,增加其在大跨度建筑中的应用。【方法】在H型钢上下翼缘各覆一层木材并使用螺栓连接制备组合梁。对11根组合梁开展三点弯曲试验,研究螺栓间距、剪跨比对组合梁破坏模式、刚度和承载力的影响。通过4个推出试验研究钢木界面滑移对组合梁性能的影响。【结果】钢木组合梁的抗弯刚度比相同截面尺寸的矩形木梁提高了201%;H型钢在集中荷载作用下易发生上翼缘的局部屈曲,剪跨比为2时,试件出现脆性破坏特征,破坏始于上层木材,随着剪跨比增大,试件由脆性破坏转变为延性破坏,木材最先破坏位置由上层木材转变为下层木材;剪跨比增大时,组合梁抗弯刚度减小,延性系数增大,峰值荷载下降了15%以上;螺栓间距增大时,组合梁抗弯刚度增大,延性系数减小,峰值荷载上升了15%以上。考虑钢木界面滑移的屈服承载力和跨中挠度的计算公式具有较高的准确性,所得计算值与试验值误差基本在10%以内;由材性试验获取材性参数,在此基础上使用ABAQUS软件建立考虑钢木界面滑移的有限元模型,模拟结果较为准确,组合梁抗弯刚度和屈服荷载的模拟值与试验值误差基本在10%以内。【结论】钢材用作腹板部分可以显著提高梁的抗弯刚度,并防止腹板剪切破坏;考虑界面滑移后,组合梁抗弯性能的理论计算和有限元模拟结果均较为准确。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李艳洁 徐辰 卢元甲 赵东
为进一步合理设计钻头结构,采取理论与试验相结合的研究方法,对挖坑机钻头进行了挖坑试验和有限元法的静态与动态分析。通过挖坑试验得到2种典型工况下钻头的最大扭矩和铅垂阻力,将试验得到的最大阻力作为外载施加到钻头的三维实体模型上,利用有限元方法对挖坑机钻头进行静力学和模态分析。结果表明:钻头的最大等效应力为111.0MPa,位于主刀架和主刀的连接螺栓孔内壁上;最大变形位移为0.68mm,位于主切削刃最外角点。前6阶固有频率振型中,除了体现钻头整体扭转振动的第3阶模态有利于减小阻力及应力集中外,其余5阶振型均不利于钻头的平稳工作,应尽量避免。
关键词：
挖坑机 钻头 有限元法 数值模拟
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
李成志 梁宗敏 剧锦三
为了给空间索杆单元杂交结构的温室提供设计依据,以异形结构温室为例,利用大型有限元分析软件ANSYS10.0对该温室结构进行了静力线性有限元分析。计算得到3种荷载工况下结构主要构件的应力和最大挠度值:上弦杆σmax=170 MPa,ωmax=26 mm;下弦杆σmax=42.5 MPa,ωmax=20 mm;立柱σmax=29.3 MPa,ωmax=20mm;环梁σmax=55.3 MPa,ωmax=20 mm;檩条σmax=72.6 MPa,ωmax=26 mm。应力和变形结果均满足结构强度要求。该有限元分析方法可以推广到类似的温室结构的空间索杆单元杂交结构。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
张建华 金黎平 谢开云 庞万福 卞春松 段绍光 屈冬玉
【目的】筛选马铃薯块茎耐损伤种质,为损伤相关研究及育种提供理想材料。【方法】选用104份马铃薯品种(系),了解其表皮擦伤、内部损伤和损伤变色3个损伤指标并进行主成分、聚类和多元方差分析。【结果】主成分分析得到的主成分的特征向量值,表皮擦伤远大于内部损伤,内部损伤大于损伤变色。系统聚类分析把104份马铃薯品种(系)分为6个类群,类群间的3种损伤性状存在显著差异。【结论】3种损伤对块茎整体损伤的影响程度为:表皮擦伤>内部损伤>损伤变色,而且得到块茎整体损伤耐性理想的品种(系)类群。简化了损伤性状的研究,为后续的损伤性状研究提供了理想材料。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
李海洲 于劲松
针对生物质传感器的电容式检测单元设计前期结构如何选型的问题,利用有限元方法对基本交指型、极化交指型、半交指型和固态电极传感器设计4种检测单元结构进行模拟和对比。结果显示:虽然极化交指型传感器设计产生的电容响应值只有基本交指型设计的7%,但电容变化率(0.99%)却是基本交指型设计的100倍。半交指型和固态电极型是对极化交指型的优化设计,当秸秆-传感器间距为1.5 cm时,半交指型和固态型的电容变化率分别为1.32%和1.26%,两者差异不大;相对于半交指型固态电极型的结构更为简单,因而选择固态电极型设计制作传感器的物理原型。实际田间测试结果表明,该物理原型可以有效地鉴定秸秆的存在。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
李新华 唐敏 曹伟魏
龙门起重机广泛应用于伐木场和木材转运站等场所的木材装卸作用中。而对于林用起重机的开发研究,采用原型试验分析受到时间、实验条件等诸多限制。运用相似理论和量纲分析法,采用模型分析研究,既降低了风险和成本,又提高了工作效率。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张超波 陈丽华 刘秀萍
为了揭示林木根系固土的力学机制和林木固坡的抗滑机理,以林木根系黄土复合体为研究对象,采用三轴压缩试验结合有限元模拟的方法,研究了根土复合体的应力应变传递变化。将根土复合体视作单一均匀复合材料,采用非线性弹性模型中的邓肯--张(E--B)模型作为其复合模型,根据三轴压缩试验结果计算出的模型参数,运用非线性有限元法模拟三轴压缩试验中素土和复合根土复合体的应力场和应变场,绘制等值线图。结果表明:土体中加根能显著提高土体的承载力、限制土体的侧向变形、减少土体的沉降量,模拟结果与三轴压缩试验结果基本一致。可以将有限元方法用于造林边坡的应力应变场研究。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
陈丽华 刘秀萍 宋维峰 张超波
该文以刺槐林固坡为例,将根土复合体看作是由土体、根系以及土体与根系之间的接触面单元所联系起来的有机体,运用有限元方法分析了刺槐林木根系边坡的应力和变形特性,探讨了刺槐根系对边坡稳定性的影响。结果表明:无林边坡坡脚向土体内侧存在一个应力和位移的集中带,根系的存在使得有林边坡在坡脚集中带的区域范围减小;根系周围位移等值线变化剧烈,有林边坡最大水平位移发生在边坡根系分布区;斜坡中同一位置处有林边坡的垂直位移明显小于无林边坡的;边坡最大、最小主应力等值线随土层深度的增加而增加,有林边坡最大主应力、最小主应力的最大值小于无林边坡的,说明有林边坡更趋于稳定。
关键词：
刺槐 根系 有限元法 边坡 稳定性
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
蒙建国 王春光 谢胜仕 邓伟刚 祁少华 李靖
针对马铃薯与收获机摆动分离工作部件间的碰撞模型参数缺失问题,选择"费乌瑞它"、"克新1号"、"大西洋"和"甘农薯5号"作为试验对象,研究下落高度、碰撞材料、碰撞材料厚度和马铃薯硬度等相关因素对马铃薯恢复系数的影响。结果表明影响马铃薯恢复系数程度的主次顺序为马铃薯硬度、碰撞材料、下落高度和碰撞材料厚度。马铃薯恢复系数随下落高度、碰撞材料厚度和硬度的回归方程研究结果表明恢复系数随65Mn钢、铝合金、木板和橡胶等材料依次减小,随马铃薯下落高度的增加递减,并随着硬度和碰撞材料厚度的增加而增加。本研究可为马铃薯挖掘
[期刊] 水产学报
[作者]
马骏驰 袁军亭 宋利明
掌握金枪鱼延绳钓钓钩的应力、变形等力学性能有利于改进钓钩设计和正确选用材料。实验针对生产实际中常用的2种钓钩(环形钩和圆形钩)进行三维实体建模,利用ANSYS软件对其进行有限元分析,获得钓钩的等效应力、变形的分布模式和可能的破坏条件及形式;由同尺寸和同结构钓钩的拉伸实验结果验证了数值分析得到的最大应力和变形结果,并根据数值分析的结果对钓钩进行了结构优化分析。结果显示:(1)同规格环形钩的抗拉强度优于圆形钩15.80%~29.40%,环形钩X、Y轴最大变形率比圆形钩分别小3.00%和0.21%;(2)钓钩的主要受力区域在后弯处(承受83.00%~86.00%的应力),轴头孔下端存在应力集中;(3...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
宋娟 王民 王心勇
根据非线性有限元理论研究了索穹顶结构的受力情况,用有限元分析软件AN SY S建立了某农用仓库的索穹顶结构模型,探讨了其在不同预应力水平作用下的受力情况,分析了索和杆在不同荷载下的内力变化情况及对结构稳定性的影响。结果表明该模型受力合理,可以应用于工程实践。
[期刊] 林业科学
[作者]
鲍春雨 刘晋浩
利用横断面的CT数据建立具有高度几何材料相似性的用油锯伐木作业时伐木工腰椎节段L4-L5的三维有限元模型,分析伐木作业时伐木工弯腰和直立状态椎体、椎间盘和小关节的受力变化。通过本研究建立的L4-L5腰椎模型进行有限元分析,结果发现:伐木工伐木作业前屈时,椎间盘所受应力主要集中在外层纤维的中后部,在后部更为明显;椎体应力值高于其下方髓核应力值,邻近椎体终板应力明显高于其他部位,应力分布在皮质骨椎弓周围及邻近终板的地方,椎体后部结构应力集中在小关节上下关节突与椎弓根等位置;伐木工处于中立位时,椎间盘所受应力主要集中在纤维环后外侧;最大应力产生的部位有椎体松质骨临近终板的中央部位、椎体前方及前下方,...
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
武文斌 原富林 杜尚伟 莫明丽 王龙龙 苑兵丰
针对实际应用中粮食振动清理筛筛体的电机安装处及筛箱顶部容易发生断裂,设备使用寿命短等问题,采用Pro/E三维建模和ANSYS有限元仿真分析方法,对振动筛进行静动态模拟分析;应用动态测量仪测试筛体的机械强度。有限元仿真分析结果表明,最大应力为186 MPa,分别发生在筛体的弹簧支撑处、筛顶部位和电机安装处;试验测试结果表明,最大应力为170 MPa,发生在筛体的支撑弹簧处等部位,与仿真结果基本吻合。研究结果对振动筛结构优化设计,特别是对大型振动筛的稳定性和可靠性设计提供了一定的参考依据。
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