| 摘要 | 第9-11页 |
| Abstract | 第11-12页 |
| 1 绪论 | 第13-26页 |
| 1.1 本课题的研究背景 | 第13-15页 |
| 1.2 研究目的及意义 | 第15-18页 |
| 1.2.1 木薯的生物学特性 | 第15-17页 |
| 1.2.2 机械化木薯收获的必要性 | 第17-18页 |
| 1.2.3 研究木薯茎秆切割机理的价值和意义 | 第18页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第18-23页 |
| 1.3.1 木薯茎秆力学特性的研究现状 | 第18-19页 |
| 1.3.2 圆盘式切割器在切割作物茎秆中的应用现状 | 第19-23页 |
| 1.3.3 有限元分析在植物茎杆研究中的应用 | 第23页 |
| 1.4 主要研究内容和方法 | 第23-25页 |
| 1.4.1 主要研究内容 | 第23-24页 |
| 1.4.2 研究方法 | 第24-25页 |
| 1.4.3 技术路线 | 第25页 |
| 1.5 拟解决的关键问题和创新点 | 第25-26页 |
| 1.5.1 拟解决的关键问题 | 第25页 |
| 1.5.2 创新点 | 第25-26页 |
| 2 木薯茎秆化学组分与微观结构 | 第26-39页 |
| 2.1 研究目的和要求 | 第26页 |
| 2.2 木薯茎杆化学组分测定 | 第26-27页 |
| 2.2.1 木薯茎秆组分测定方法 | 第26页 |
| 2.2.2 结果分析 | 第26-27页 |
| 2.3 木薯茎秆解剖结构观察 | 第27-30页 |
| 2.3.1 木薯茎秆结构观察方法 | 第27页 |
| 2.3.2 木薯茎秆宏观结构 | 第27-28页 |
| 2.3.3 木薯茎秆解剖结构观察结果与分析 | 第28-30页 |
| 2.4 木薯茎秆红外光谱分析 | 第30-31页 |
| 2.4.1 木薯茎秆红外光谱分析方法 | 第30-31页 |
| 2.4.2 木薯茎秆红外光谱结果分析 | 第31页 |
| 2.5 木薯茎秆纤维结晶度分析 | 第31-33页 |
| 2.5.1 木薯茎秆纤维结晶度分析方法 | 第31-32页 |
| 2.5.2 木薯茎秆纤维结晶度结果分析 | 第32-33页 |
| 2.6 DSC/TG试验分析 | 第33-37页 |
| 2.6.1 DSC/TG试验分析方法 | 第33-34页 |
| 2.6.2 DSC/TG试验结果分析 | 第34-37页 |
| 2.7 本章小结 | 第37-39页 |
| 3 木薯茎秆物理机械特性研究 | 第39-67页 |
| 3.1 研究目的和要求 | 第39页 |
| 3.2 木薯茎秆基本物理参数的测定 | 第39-41页 |
| 3.2.1 物理参数的测定 | 第39页 |
| 3.2.2 含水率的测定 | 第39页 |
| 3.2.3 木薯茎秆髓部的力学性能测定 | 第39-40页 |
| 3.2.4 木薯茎秆物理参数测试结果分析 | 第40-41页 |
| 3.3 拉伸载荷对木薯茎秆的破坏 | 第41-46页 |
| 3.3.1 试验材料 | 第41-42页 |
| 3.3.2 试验设计 | 第42页 |
| 3.3.3 试验方法和设备 | 第42-43页 |
| 3.3.4 结果与分析 | 第43-46页 |
| 3.4 压缩载荷对木薯茎秆的破坏 | 第46-53页 |
| 3.4.1 试验材料 | 第46-47页 |
| 3.4.2 试验设计 | 第47页 |
| 3.4.3 试验方法和设备 | 第47-50页 |
| 3.4.4 结果与分析 | 第50-53页 |
| 3.5 剪切载荷对木薯茎秆的破坏 | 第53-62页 |
| 3.5.1 试验材料 | 第53页 |
| 3.5.2 试验设计 | 第53-54页 |
| 3.5.3 试验方法和设备 | 第54-55页 |
| 3.5.4 结果与分析 | 第55-62页 |
| 3.6 弯曲载荷对木薯茎秆的破坏 | 第62-65页 |
| 3.6.1 试验设计 | 第62页 |
| 3.6.2 试验材料 | 第62页 |
| 3.6.3 试验方法和设备 | 第62-64页 |
| 3.6.4 结果与分析 | 第64-65页 |
| 3.7 本章小结 | 第65-67页 |
| 4 木薯茎秆的切割试验及分析 | 第67-90页 |
| 4.1 研究目的和要求 | 第67页 |
| 4.2 圆盘式木薯茎秆切割试验台 | 第67-73页 |
| 4.2.1 试验台整体结构及工作原理 | 第67-68页 |
| 4.2.2 立式切割装置组成及结构参数 | 第68-72页 |
| 4.2.3 数据采集仪 | 第72-73页 |
| 4.3 试验设计 | 第73-81页 |
| 4.3.1 试验材料与方法 | 第73页 |
| 4.3.2 评价指标的确定测定方法 | 第73-74页 |
| 4.3.3 因子水平的设计 | 第74-80页 |
| 4.3.4 总体试验方案 | 第80-81页 |
| 4.4 试验结果与分析 | 第81-89页 |
| 4.4.1 切割试验结果统计分析 | 第81-82页 |
| 4.4.2 切割力响应面模型回归结果分析 | 第82-85页 |
| 4.4.3 刀片刃角对木薯茎秆切割阻力的影响 | 第85-86页 |
| 4.4.4 刀盘倾角对木薯茎秆切割阻力的影响 | 第86页 |
| 4.4.5 切割角对木薯茎秆切割阻力的影响 | 第86-87页 |
| 4.4.6 刀盘转速对木薯茎秆切割功耗的影响 | 第87-88页 |
| 4.4.7 机器前进速度对木薯茎秆切割功耗的影响 | 第88-89页 |
| 4.4.8 刀片数量对木薯茎秆切割力的影响 | 第89页 |
| 4.5 本章小结 | 第89-90页 |
| 5 木薯茎杆的力学特性仿真 | 第90-121页 |
| 5.1 研究目的和要求 | 第90页 |
| 5.2 基于ANSYS的仿真建模 | 第90-94页 |
| 5.2.1 木薯茎秆的结构假设 | 第90-91页 |
| 5.2.2 单向复合材料的力学特点 | 第91-94页 |
| 5.2.3 木薯茎秆材料模型的建立 | 第94页 |
| 5.3 木薯茎秆与单向复合材料的相似性 | 第94-100页 |
| 5.3.1 木质层压缩试验 | 第94-96页 |
| 5.3.2 韧皮纤维层拉压试验 | 第96-97页 |
| 5.3.3 木薯茎秆各向异性的判定 | 第97-98页 |
| 5.3.4 木薯茎秆材料参数确定 | 第98-100页 |
| 5.4 木薯茎秆简化模型的建立 | 第100-105页 |
| 5.4.1 各材料单元的选取与属性定义 | 第101-102页 |
| 5.4.2 木薯茎秆有限元基本模型的建立 | 第102-103页 |
| 5.4.3 模型网格划分 | 第103-105页 |
| 5.5 木薯茎秆的静力学仿真研究 | 第105-119页 |
| 5.5.1 木薯茎秆的轴向压缩仿真 | 第105-111页 |
| 5.5.2 木薯茎秆的横向压缩仿真 | 第111-116页 |
| 5.5.3 木薯茎秆的弯曲仿真分析 | 第116-119页 |
| 5.6 本章小结 | 第119-121页 |
| 6 木薯茎秆的切割特性仿真 | 第121-147页 |
| 6.1 研究目的及意义 | 第121页 |
| 6.2 ANSYS和LS-DYNA简介 | 第121页 |
| 6.3 木薯茎杆及圆盘切割器几何模型的建立 | 第121-124页 |
| 6.3.1 木薯茎杆几何模型建立过程 | 第121-122页 |
| 6.3.2 圆盘式切割器数字模型的建立 | 第122-124页 |
| 6.4 木薯茎杆切割系统运动学模型和仿真模型的建立 | 第124-127页 |
| 6.4.1 切割器的运动学方程的建立 | 第124-125页 |
| 6.4.2 木薯茎杆与切割器的受力分析 | 第125-127页 |
| 6.5 圆盘式切割系统组件有限元模型构建 | 第127-133页 |
| 6.5.1 系统各组件模型简化 | 第127-128页 |
| 6.5.2 对数字模型进行网格划分 | 第128-129页 |
| 6.5.3 施加载荷和约束 | 第129-130页 |
| 6.5.4 定义切割器与木薯茎杆间的接触 | 第130-131页 |
| 6.5.5 求解控制与求解 | 第131-133页 |
| 6.6 圆盘式切割器切割木薯茎杆系统模型的验证 | 第133-135页 |
| 6.6.1 沙漏能的时间历程曲线 | 第134-135页 |
| 6.6.2 试验与仿真结果对比分析 | 第135页 |
| 6.7 木薯茎杆切割特性的数值模拟仿真与试验设计 | 第135-146页 |
| 6.7.1 刀片刃角因素对各评价指标的影响 | 第135-137页 |
| 6.7.2 刀盘倾角因素对各评价指标的影响 | 第137-139页 |
| 6.7.3 切割转速因素对各评价指标的影响 | 第139-141页 |
| 6.7.4 前进速度因素对各评价指标的影响 | 第141-143页 |
| 6.7.5 多因素切割对其指标的影响 | 第143-146页 |
| 6.8 本章小结 | 第146-147页 |
| 7 结论与讨论 | 第147-149页 |
| 7.1 主要结论 | 第147-148页 |
| 7.2 创新点 | 第148页 |
| 7.3 讨论 | 第148-149页 |
| 参考文献 | 第149-156页 |
| 附录1 含水率对单位面积拉伸力的影响 | 第156-158页 |
| 附录2 载荷速率对单位面积拉伸力的影响 | 第158-160页 |
| 附录3 生长部位对单位面积拉伸力的影响 | 第160-164页 |
| 附录4 攻读博士学位期间取得科研成果及参加的主要科研项目 | 第164-165页 |
| 致谢 | 第165页 |
