青蒿茎秆力学性能研究试验

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1、青蒿茎秆力学性能研究试验陈聪，朱海峰，周亚波，朱咸磊，李锐峰（长沙理工大学汽车与机械学院，长沙）摘要：为给设计青蒿收割机构提供参数依据，对收获期青蒿茎秆的力学性能以及与含水量的关系进行了试验研究。试验表明：处于收获期青蒿茎秆的含水率稳定在48.9%，茎秆的抗剪强度、抗压强度变化不大，分别集中在14.52～14.78MP和9.62～11.02MP；抗拉强度随含水率的增大而增大，其值集中在18.96～30.14MP；破坏时所需的平均最大弯曲力随着含水率的增大而降低，其值集中在246.66～527.8

2、3N；青蒿茎秆截面最大吸收功为61.77J，最大冲击韧性为1.703J/cm2。关键词：抗剪强度；抗拉强度；抗压强度；弯曲力；含水率ExperimentlStudyOnMechanicalPropertiesOfArtemisiaAnnuaStemTestCHEN-cong,ZHUHai-feng,ZHOUYa-bo,ZHUXian-lei,LIRui-feng(ChangshaUniversityOfScience&Technology,Chngsha,China)Abstract:Forth

3、edesignparametersfortheharvestofArtemisiaannuaagencies,ThemechanicalpropertiesofstemharvestofArtemisiaannuaanditsrelationshipwithwatercontentwerestudied.Testsshowedthat:AtharveststemofArtemisiaannuastableat48.9%moisturecontent,shearstrengthstalk,litt

4、lechangeincompressivestrengthwereconcentratedin14.52~14.78MPand9.62~11.02MP;increasedtensilestrengthwithmoisturelargeandincreasingitsvalueconcentratedin18.96~30.14MP;requiredthedestructionofthebendingforceincreaseswiththeaveragemaximummoisturecontent

5、decreasesitsvaluefocused246.66~527.83N;annuastemcross-sectionmaximumabsorbedenergyis61.77J,thebiggestimpacttoughness1.703J/cm2.Keywords:shearstrength;tensilestrength;compressivestrength;bendingforce;moisturecontent0前言青蒿，一年生草本植物，为菊科艾属植物黄花蒿。近年来医学界在青蒿素研

6、究上取得了突破性成果[1]，市场对于青蒿素的需求量大大增加；青蒿作为提取青蒿素的原材料，其供应问题在大批量生产中已经成为人们重视的一个问题。目前对于青蒿机械化收割的装置机构的研究，国内外基本处于真空状态；而与青蒿茎秆生物性能相近的芦苇，玉米秸秆的收割均早已采用机械化模式收割[2-8]，这大大节省了生产成本；所以青蒿茎秆机械化收割是大力发展青蒿及其相关产业的基础。本研究是要通过试验得到青蒿的茎秆力学性能，为青蒿茎秆的收获及深加工机具的设计提供必要的基础参数数据，该试验具有一定的实际应用价值[9，1

7、0]。1材料与方法1.1材料试验材料选取湖南农业大学芸园青蒿种植基地的成熟期青蒿茎秆，第一批采集时间为2011年9月，第二批采集时间为2012年3月，第三批采集时间为2012年9月；选取生长圆、直的青蒿植株，带回试验室进行处理后，获得试验试件的半成品。根据各试验对材料的不同要求，列出实验材料规格如表1所示：表1试验材料规格Table1Testmterilspecifictions材料尺寸剪切试验弯曲试验拉伸试验压缩试验MaterialsizeShearingexperimentBendingex

8、perimentDrawingexperimentCompressingexperiment长度（mm）Length100300300300横截面直径（mm）12.88～14.0212.55～14.2212.47～14.0712.66～14.03Transversesectiondiameter1.2方法在采用的试样中剔除霉变、受害虫或表皮剥落损伤等现象的样品，选主茎顺直且粗细均匀、主根端直无分叉的青蒿；根据试样横截面直径大小选取有效试件，相近直径的分为一组，每批试样分为4～6组。然后分别在万能