玉米秸稈力學(xué)特性試驗(yàn)研究.pdf

1、為了探討成熟期玉米秸稈的力學(xué)特性，采集濟(jì)豐96、湘彩玉2號(hào)、豫玉23號(hào)和鄂恩3號(hào)玉米秸稈，并制備試驗(yàn)樣本，分別對(duì)其進(jìn)行拉伸、彎曲、剪切和壓縮試驗(yàn)，研究探討不同品種、不同節(jié)間、不同加載速率等因素對(duì)玉米秸稈的力學(xué)特性參數(shù)的影響及變化規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果如下:
　　 (1)對(duì)濟(jì)豐96、湘彩玉2號(hào)和豫玉23號(hào)玉米樣本進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，不同品種的不同節(jié)間所承受的最大拉力、抗拉強(qiáng)度和彈性模量均不同:濟(jì)豐96的最大拉力范圍是157.43～291.86N

2、，湘彩玉2號(hào)的最大拉力范圍是165.07～275.29N，豫玉23號(hào)的最大拉力范圍是236.43～340.71N;濟(jì)豐96的抗拉強(qiáng)度范圍是40.79～94.99MPa，湘彩玉2號(hào)的抗拉強(qiáng)度范圍是73.91～95.59MPa，豫玉23號(hào)的抗拉強(qiáng)度范圍是70.65～92.59MPa;濟(jì)豐96的彈性模量范圍是9.57～22.32GPa，湘彩玉2號(hào)的彈性模量范圍是12.14～30.33 GPa，豫玉23號(hào)的彈性模量范圍是8.56～20.46 G

3、Pa;通過方差分析得知，節(jié)間和品種對(duì)玉米秸稈拉伸特性有著顯著或極顯著的影響。
　　 (2)通過對(duì)鄂恩3號(hào)進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，有節(jié)時(shí)，第二節(jié)間最大載荷的均值是431.16N，抗彎強(qiáng)度的均值是4.97 MPa，彈性模量的均值是20.73MPa;第三節(jié)間最大載荷的均值是369.92N，抗彎強(qiáng)度的均值是4.6 MPa，彈性模量的均值是19.13 MPa;第四節(jié)間最大載荷的均值是305.93N，抗彎強(qiáng)度的均值是4.27 MPa，彈性模量的均值是

4、20.15 MPa;第五節(jié)間最大載荷的均值是260.54N，抗彎強(qiáng)度的均值是4.01 MPa，彈性模量的均值是20.55 MPa;無節(jié)時(shí)，第二節(jié)間最大載荷的均值是223.62N，抗彎強(qiáng)度的均值是3.41 MPa，彈性模量的均值是16.05 MPa;第三節(jié)間最大載荷的均值是147.89N，抗彎強(qiáng)度的均值是3.06 MPa，彈性模量的均值是15.74 MPa;第四節(jié)間最大載荷的均值是119.41N，抗彎強(qiáng)度的均值是2.70 MPa，彈性模量

5、的均值是20.34MPa;第五節(jié)間最大載荷的均值是96.99N，抗彎強(qiáng)度的均值是2.54 MPa，彈性模量的均值是24.69 MPa。通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，在節(jié)間、加載速度和標(biāo)距三個(gè)因素中，加載速度對(duì)最大載荷、抗彎強(qiáng)度和彈性模量不產(chǎn)生影響，而節(jié)間對(duì)最大載荷的影響與有無節(jié)的情況有關(guān)，同時(shí)，標(biāo)距對(duì)以上彎曲特性指標(biāo)的影響最大。
　　 (3)通過對(duì)鄂恩3號(hào)進(jìn)行剪切試驗(yàn)，有節(jié)時(shí)，第二節(jié)間最大剪切力的均值是2059.47N，抗剪強(qiáng)度的均值是6.

6、08MPa，切變模量的均值是2.48GPa;第三節(jié)間最大剪切力的均值是1737.88N，抗剪強(qiáng)度的均值是5.12MPa，切變模量的均值是1.84GPa;第四節(jié)間最大剪切力的均值是1445.18N，抗剪強(qiáng)度的均值是4.90MPa，切變模量的均值是1.71GPa;第五節(jié)間最大剪切力的均值是1295.97N，抗剪強(qiáng)度的均值是3.79MPa，切變模量的均值是1.53GPa;無節(jié)時(shí)，第二節(jié)間最大剪切力的均值是1897.44N，抗剪強(qiáng)度的均值是5.

7、36MPa，切變模量的均值是2.89GPa;第三節(jié)間最大剪切力的均值是1389.66N，抗剪強(qiáng)度的均值是4.54MPa，切變模量的均值是2.31GPa;第四節(jié)間最大剪切力的均值是1178.97N，抗剪強(qiáng)度的均值是4.31MPa，切變模量的均值是2.20GPa;第五節(jié)間最大剪切力的均值是847.43N，抗剪強(qiáng)度的均值是3.02MPa，切變模量的均值是1.89GPa。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，剪切特性指標(biāo)隨節(jié)間和有無節(jié)有所不同，節(jié)間和加載速度兩

8、個(gè)因素對(duì)玉米秸稈剪切試驗(yàn)的影響非常大，對(duì)最大剪切力、抗剪強(qiáng)度和切變模量有著顯著或極顯著的影響。
　　 (4)玉米秸稈的軸向壓縮和徑向壓縮過程不完全相同。軸向壓縮時(shí)，剛開始載荷隨著位移的增大而增大，然后會(huì)減小并出現(xiàn)一定明顯的波折，壓實(shí)后，載荷隨著位移急速增大。徑向壓縮時(shí)，載荷一直隨著位移的增大而增大，只是剛開始增長(zhǎng)較慢，后期增長(zhǎng)較快，過程中，載荷幾乎沒有大的波折。無論軸向壓縮還是徑向壓縮，由于含水率較大，壓縮時(shí)試樣會(huì)有液體流出。在