冲击条件下核桃损伤断裂特性尺寸效应研究

为明晰核桃在初加工过程中冲击载荷对其损伤断裂特性的影响,基于连续介质损伤理论,首先通过单轴压缩试验证明损伤的存在,然后使用落锤冲击试验台开展单次冲击和反复冲击加载试验,分别建立核桃损伤和断裂模型,最后探讨核桃尺寸在30~44 mm区间时对模型特征参数的影响。结果表明:核桃尺寸为35 mm时,损伤累积系数为最小值3.89;核桃尺寸为30 mm时,产生裂纹需要阈值能量为4.74 J/kg。核桃损伤是其发生断裂的成因。能量阈值是核桃裂纹产生的判定标准,损伤累积系数量化核桃抵抗损伤的能力,核桃尺寸与能量阈值和损伤累积系数分别满足线性关系和多项式关系。研究结果有助于在初加工过程中对核桃损伤断裂进行调控。

基于结构异质性的核桃热风干燥特性及数学模型

为了揭示热风干燥过程中核桃异质结构的水分传递特性,本研究在43℃热风干燥条件下,对核桃单层干燥过程中果壳、果仁及核桃的干燥特性与有效水分扩散系数进行研究。试验结果表明,果壳、果仁及核桃的干燥特性规律大致相似,干燥过程主要发生在降速干燥阶段,且没有明显恒速干燥阶段,核桃在干燥过程表现出显著的非稳态性与异质性,果壳、果仁及核桃的有效水分扩散系数与干基含水率符合三阶-多项式关系,并同时测得核桃的平均有效水分扩散系数为果壳的1.01倍和果仁的1.41倍;模型4适合用于预测果壳、果仁及核桃43℃热风干燥过程中水分比的变化规律。研究结果为明晰核桃干燥过程中的水分传递机制提供了理论依据。

基于离散元法的碾米机结构优化设计研究

为改进擦离式碾米机结构,优化擦离式碾米机碾米性能,该文采用离散元法对糙米在擦离式碾米机内的碾米过程进行了数值仿真模拟,通过正交试验法模拟分析了碾白室内不同碾筋结构参数对碾白压力的影响,提出了优化碾筋结构的方案,结果表明:对平均碾白压力影响最大的是碾筋高度,对碾辊压力影响最大的是碾筋根数,碾筋结构设计的最优参数是:根数为2、倾角为3°、高度为4 mm的组合,研究结果可为擦离式碾米机碾米性能的优化提供理论依据,也为其他颗粒加工机器的性能优化提供参考。

田间长波路面不平度表达和分级的新方法

以牵引车为动力在构造的21种不同种尺寸的土壤矩形坑路面上进行振动测试,建立了土壤软路面有效不平度表达式,并求出空间位移功率谱密度(PSD)。结果显示:(1)21种路面的有效不平度空间功率谱密度曲线均有呈比例增加的5个峰值点,与土壤矩形坑后端激励的5次倍频相关系数(R^(2))范围为0.9798~0.9956;在20种路面中的频率指数值均小于-2,表明土壤矩形坑后端为主要激励点并验证了有效不平度求解的有效性,以及田间长波路面是主要的激励频带。(2)随着矩形坑尺寸的变化,21种路面等级在A~F之间,符合ISO8608标准的分级方法和驾驶员的主观感受。提出了田间长波路面不平度表达和分级的新方法,为建立土壤软路面谱提供了参考依据。