生姜植株提拉力学特性的试验研究

针对提拉式生姜收获过程中存在姜秆易断裂等问题,采用剪切、挤压、拉伸试验的方法测定生姜植株的提拉力学特性参数,寻找夹持位置、加载速度等因素对生姜植株力学特性的影响规律。试验发现:姜秆的剪切强度随着取样位置与加载速度的增大而减小;抗压强度随着取样位置的增加而增大,随着加载速度的增加略微增加后减小,姜秆的平均剪切强度与抗压强度分别为0.85 MPa、3.29 MPa。生姜块茎与姜秆结合部位的抗拉强度受到夹持位置的影响显著,呈二次函数关系,随着加载速度的增加而呈现先减少后增加的趋势,且平均抗拉强度为0.6 MPa。通过对姜秆最佳剪切与挤压位置、最佳提拉位置的寻优,确定剪切与挤压力较大的位置为结合点以上393.9 mm处、姜秆与姜块茎结合点受力最大的位置为结合点以上400 mm处。生姜植株最佳的剪切挤压位置与最佳提拉位置趋于一致,且姜秆的抗压强度远大于剪切强度。因此,选用适宜的夹紧方式及位置,可减小姜秆受到的剪切力,达到顺利拉拔生姜的效果,为提拉式生姜收获机的整体设计提供数据支撑。