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研究木薯茎杆横向压缩特性沿茎杆的分布规律

更新时间:2015-03-09    浏览次数:0

  茎杆强度测试仪能绘画出横向压缩过程中木薯茎杆受力大小随压缩位移的变化趋势图。从其图中可以看出:木薯茎杆压力-位移曲线开始时呈抛物线型上升,直至到达一最大值;当继续压缩时,木薯茎杆的木质层开始破裂,所受压力大小逐渐下降;当压缩达到一定程度后,也就是木薯茎杆最里层的芯部开始受压,值的大小会在一定的范围内波动;继续压缩直至芯部被压实,这时被压缩的木薯茎杆的各层可视为一整体,很难再有压缩的空间,最大压力开始呈直线上升趋势。通过这个曲线可以看出木薯茎杆的芯部组织质地很软,能承受的压力基本在200N范围内,因此,木薯茎杆无论是受弯、受压还是受剪,最主要的受力部分是木质层。
  为了研究木薯茎杆横向压缩特性沿茎杆的分布规律,将茎杆强度测试仪检测得到的数据进行分析综合后得到数据表。从表中可以看出,木薯茎杆的横向压缩与弯曲不同,每根杆不同部位的最大破坏力与平均直径并不存在很明显的线性关系,而是在一定的范围内波动,具体为:4#杆的波动范围为1026.07~1998.99NN;5#杆范围为1152.18~1831.80N;6#杆范围为890.59~1750.39N。可以看出在本次试验中,木薯茎杆在横向压缩过程中,不同部位的最大破坏力值变化不超过1500N。木薯茎杆在横向压缩作用下的最大压缩位移分别为16.25mm、11.94mm、16.69mm;最小压缩位移分别为11.70mm、5.54mm、9.96mm。
  纵向压缩过程中木薯茎杆所受压力随位移的变化趋势图,从图中可以看出:木薯茎杆在纵向压缩初始阶段力随着位移的增大呈线性增加的关系,直至到达一个最大值;当继续压缩时,整个木薯茎杆的木质层开始断裂,表皮和芯部被压缩,所受力大小开始逐渐下降。当木质层被完全破坏后,力趋于平稳,上下波动范围很小;进一步压缩,很难再有压缩的空间,压缩力呈快速上升的趋势。将该试验组的数据进行分析综合后得到新的数据。从新数据的曲线可以看出,/根木薯茎杆在进行纵向压缩时,各部位的最大破坏力与各段的平均直径之间存在一定的线性关系,总体趋势为木薯茎杆直径越大,所能承受的最大破坏力越大。其中8#杆的最大破坏力变化范围比7#和9#杆的要高很多,最大达到了4501.84N;7#杆和9#杆的最大破坏力的极大值则为2887.68N和3023.06N,这个差异的产生主要是因为木薯茎杆直径大小差异较大。在本次试验中,木薯茎杆在纵向压缩作用下的最大压缩位移分别为4.55mm、8.60mm和5370mm;最小压缩位移分别为1.98mm、2.90mm以及2.60mm。

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