有机无机混合肥料离散元参数标定方法研究

[目的]在有机无机混合肥料仿真试验中,传统参数标定方法待标定参数多,标定过程复杂。本文根据有机肥对无机肥颗粒黏附特性,提出一种新的离散元仿真接触参数标定方法。[方法]利用自由落体碰撞试验、静摩擦试验、滚动摩擦试验对复合小球和钢的接触参数进行校准;设计Plackett-Burmen Design试验、爬坡试验和Box-Behnken响应面试验,得到混合肥料接触模型最优参数,通过堆积角对比试验、有机肥和无机肥混合比例预测试验、撒肥盘颗粒分布对比试验验证最优参数。[结果]复合小球与钢的最优碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.323、0.776、0.255;有机肥肥料之间最优碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.40、0.70、0.14;有机肥与钢板之间的最优碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.44、0.70、0.15;Hertz-Mindlin with JKR模型参数为0.017。最优参数进行对比验证堆积角的相对误差为1.05%,最优参数能预测不同混合比例肥料的堆积角,撒肥盘抛撒试验列分布最大相对误差为35.95%,平均误差15.86%。[结论]试验结果验证了标定方法正确性,同时为后续有机肥-无机肥-机械互作系统研究提供依据。

4种植物壳纤维成分及理化性能对比研究

[目的]为探讨4种植物壳纤维(花生壳、椰子壳、榛子壳、稻壳)成分和性能的差异,以及其替代木纤维作为木塑复合材料增强材料的可能性。[方法]对4种植物壳纤维进行成分分析和吸水性能测试,并对4种植物壳纤维进行傅里叶红外光谱(FTIR)和热重-差示扫描联用法(TG-DSC)分析,用扫描电子显微镜(SEM)观察4种植物壳内、外表面微观结构。[结果]4种植物壳纤维均含有纤维素、半纤维素及木质素等成分,稻壳纤维素含量最高,为44%;4种植物壳纤维热分解过程基本相似,在280~365℃阶段,它们的失重均较大,稻壳剩余质量比最大,为32.31%,其具有最好的热稳定性;4种植物壳纤维均含有羟基,有一定吸水性,椰子壳纤维与稻壳纤维24 h吸水率较小,花生壳纤维24 h吸水率较大,4种壳的外表面均含有蜡质层。[结论]在4种植物壳纤维中,稻壳具有较好的力学性能、热性能和耐水性能,为木塑复合材料增强材料的优选材料,4种植物壳纤维与非极性塑料复合时要进行去蜡质层处理。

不同表面处理对麦秸秆结构和性能的影响

[目的]探讨酸、碱、水热处理对麦秸秆性能的影响。[方法]分别用20 g·L^(-1)NaOH、20 g·L^(-1)草酸和热水对麦秸秆表面进行处理,并测试3种表面处理和未处理麦秸秆的拉伸强度和弹性模量,用热重分析法(TG)和差示扫描量热法(DSC)分析它们的热性能,用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析它们的化学官能团,并观察麦秸秆经不同表面处理后其内外表面的微观结构。[结果]不同处理方法对麦秸秆的拉伸强度和弹性模量均有较大影响,经NaOH处理后的麦秸秆拉伸强度和弹性模量较大,其次是水热处理,而草酸处理会降低麦秸秆的拉伸性能。不同表面处理麦秸秆的热失重趋势相同,在250~400℃内质量损失均较大,质量损失从大到小的处理依次为:20 g·L^(-1)NaOH处理(损失41.52%)、水热处理(损失34.98%)、未处理(损失29.57%)、20 g·L^(-1)草酸处理(损失27.61%)。[结论]不同表面处理均能够去除麦秸秆表面部分蜡质层,NaOH处理对麦秸秆表面蜡质层去除较多,使其表皮下层组织暴露增加,还能破坏C—O键,溶解麦秸秆中木质素和半纤维素,而水热处理对麦秸秆内外表面影响较小。

拖拉机前桥油气弹簧的设计与特性研究

[目的]为了提高我国拖拉机的乘坐舒适性和行驶平顺性,设计并研究了拖拉机前桥油气弹簧减振系统。[方法]以常发CF700型拖拉机为研究对象,建立前桥悬架拖拉机三自由度振动模型,根据拖拉机前桥悬架的参数要求,设计了刚度和阻尼均可调的油气弹簧系统,以此为基础建立油气弹簧刚度和阻尼的非线性数学模型,并计算了油气弹簧的结构参数。仿真研究了油气弹簧的性能,并对所设计的油气弹簧进行了静、动态特性试验。[结果]静态特性试验得到油气弹簧的刚度特性,其在平衡位置处的静刚度系数为72.6 kN·m^(-1);动态特性试验研究了比例阀电流、各节流阀开度及激振频率对油气弹簧输出力的影响规律,结果表明所研制的油气弹簧能够在较大范围内调节输出力的大小,满足前桥悬架的设计要求。[结论]该研究为后期开发前桥油气弹簧系统提供重要的理论依据。

9种植物秸秆纤维理化性能对比研究

[目的]本文旨在探讨9种植物秸秆(花生、油菜、芦苇、大豆、红薯、芝麻、棉花、小麦、水稻秸秆)纤维理化特性的差异,以及其替代天然植物纤维增强木塑复合材料的可行性。[方法]对9种秸秆纤维进行红外光谱(FTIR)和X射线(XRD)分析,并用激光共聚焦显微镜观察其表面微观结构。[结果]9种秸秆纤维红外光谱曲线基本相似;芦苇、油菜和棉花秸秆峰值较高,结晶度较高;芝麻和油菜秸秆抗吸湿性能高于其他7种植物秸秆材料,而小麦和水稻秸秆抗湿性差;9种秸秆纤维微观结构差异较大,芦苇、水稻和小麦秸秆长径比较大。[结论]在9种秸秆纤维中,芦苇和油菜秸秆具有较高的结晶度,小麦、水稻和芦苇秸秆具有较高的长径比以及较低的阻湿性,这些优异的理化特性都为秸秆纤维增强制备木塑复合材料提供了基础。