试析小麦生长期力学性能的试验研究

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1、甘肃农业大学硕士学位论文小麦生长期力学性能的试验研究姓名：赵多佳申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：郭维俊20080601摘要本文选择具有代表性的小麦品种，采用量程分别为100N、500N的电子万能试验机，研究了小麦成熟期茎秆的抗拉、抗压，抗剪以及根的某些力学特性，探索农作物生长与力学性能之间的内在联系，找到适合我国种植的农作物，为农业生产和可持续农业提供可借之鉴。1．试验研究了小麦茎秆的抗拉性能。结果表明：水分含量为51．3％时，小麦茎秆的弹性模量为1278Mpa，在自然干燥状态下小麦茎

2、秆的弹性模量为3577．5Mpa，前者的强度极限为64．64Mpa，范围30．9"--．-134．7Mpa。后者的强度极限是77．95Mpa，范围在29．8～l19Mpa。应力．应变曲线负荷胡克定律盯2Ee呈线性关系，随着应力的增大应变也在逐渐增大，负荷-位移曲线变化规律也呈线性关系。2．试验研究了小麦茎秆的抗弯性能。结果表明：水分含量为51．3％时挠度在13"-'15．5mm之间，平均值为13．76mm；弯曲弹性模量在0．93"--1．21Mpa，平均值为1．04Mpa；强度极限在2．23"-'6．

3、97Mpa，平均值为4．4Mpa；。在自然干燥状态下，挠度在12"---15mm之间，平均值为12．98mm；弯曲弹性模量在0．98"'1．6Mpa之间，平均值为1．3Mpa：极限强度在1．97"-"4．56Mpa，平均值为3．2Mpa。前者的挠度比后者要大，变化范围基本相近，前者的平均挠度要比后者大0．78mm；前者的弹性模量比后者小0．3Mpa左右；前者强度极限比后者偏高，平均值高O．8Mpa。3．试验研究了小麦茎秆的抗剪性能。结果表明：水分含量相同品种不同的两种小麦剪切的变化规律相似，各个参数的

4、变化基本稳定，最大剪切力为42N左右，剪切模量约为3．5Mpa，强度极限为0．55Mpa，屈服极限为0．65Mpa。4．试验研究了小麦根系的力学性能。结果表明：小麦根系的应力—应变不是简单的线性关系，其图像类似于二次函数图像的，是抛物线的一部分，所以小麦根系材料为塑弹性，不合符胡克定律。随着应力的增加，应变也在逐渐增大，应变的变化率在逐渐的减小。应力的大小在0"--'4．4Mpa，应变的大小在0．2"---0．22mm，根系所能承受的最大力(断裂时所需的力)大概在1．4"-'1．5N。关键词：小麦茎秆

5、根系弹性模量力学性能SummaryInthispaper，arepresentativewheatvarietyisselected，and100N，500Nelectronicuniversaltestingmachineareusedforstudyingthestalkofmaturewheattensile，compression，shearandsomemechanicalpropertiesoftheroots．Exploretheintrinsiclinkbetweencropsgrow

6、thandMechanicalproperties；findsuitablecropsforChinesecultivation,thengiveaprovisionforagriculturalproductionandsustainableagriculture．1．Studyontensilepropertiesofwheatstalk．Theresultsshowedthat：moisturecontentwas51．3percent,theelasticmodulusofwheatstalk

7、is1278Mpa,inthenaturalstateofdrywheatstalk,theelasticmodulusis3577．5Mpa,theformerultimatestrengthis64．64Mpa,thescopeisbetween30．9and134．7Mpa．11lelattertheultimatestrengthis77．95Mpa,thescopeisbetween29．8and19Mpa．Stress-strainaCUl'VeiscorrespondingtoHookl

8、Slaw口=＆。anditwaslinear．Strainisgraduallyincreasingwiththestressincreasing，theload-displacementchartislinear．2．Testsonbendingperformanceofwheatstalk．，nleresultsshowedthat：watercontentWas51．3％，thedeflectionisbetween13～15．5mm，theave