完整稻秆卷压过程应力松弛试验-IngentaConnect.pdf

第 31 卷 第 8 期 农 业 工 程 学 报 Vol.31 No.8 76 2015 年 4 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Apr. 2015 完整稻秆卷压过程应力松弛试验 1,2 1,3※ 1 1 1 1 雷军乐 ，王德福 ，张全超 ，杨 星 ，李利桥 ，李 超 （1. 东北农业大学工程学院，哈尔滨 150030 ； 2. 黑龙江职业学院工程学院，哈尔滨 150080 ； 3. 河南农业大学机电学院，郑州 450002 ） 摘 要：为深入研究完整稻秆在卷捆压缩过程中的流变特性，该文利用自制的钢辊式圆捆机卷压试验台进行了完整稻秆 卷压过程应力松弛试验研究。选择稻秆含水率、草捆干物质质量、卷捆钢辊转速、稻秆喂入速度为试验因素，并以应力 松弛时间和平衡弹性模量作为应力松弛特性评价指标，进行 4 因素 5 水平正交旋转组合试验。结果表明：完整稻秆卷压 过程应力松弛模型可用 1 个 Maxwell 单元和 1 个弹簧并联组成的三元件方程表示；各因素对应力松弛时间贡献率排序依 次为稻秆含水率、草捆干物质质量、稻秆喂入速度、卷捆钢辊转速；对平衡弹性模量贡献率排序依次为草捆干物质质量、 稻秆含水率、稻秆喂入速度、卷捆钢辊转速；当稻秆含水率为 65%、草捆干物质质量为 17 kg、卷捆钢辊转速为257 r/min 、 稻秆喂入速度为 1.6 kg/s 时，应力松弛时间和平衡弹性模量可分别达最佳值 17.08 s 和 4.01 kPa 。试验结果可为圆型打捆 机对完整稻秆的卷压工艺优化及其压缩机理分析提供必要的理论与技术支持。 关键词：流变；应力松弛；优化；完整稻秆；圆捆机；卷压过程 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2015.08.012 中图分类号：S225.4 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2015)-08-076-08 雷军乐，王德福，张全超，等. 完整稻秆卷压过程应力松弛试验[J]. 农业工程学报，2015，31(8)：76－83. Lei Junle, Wang Defu, Zhang Quanchao, et al. Experiment on stress relaxation characteristics of intact rice straw during rotary compression[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(8): 76 － 83. (in Chinese with English abstract) 而限制了中国秸秆圆捆机自主研发和创新。 0 引 言 应力松弛现象是秸秆流变特性中的一个重要方面， 中国稻秆资源非常丰富，年产量已超 2.1 亿 t 。近年 对秸秆打捆工艺过程影响较大。因此本文利用钢辊式圆 来，随着经济技术的飞速发展，稻秆作为可再生物质资 捆机（该机具有结构简单、配套动力较小、价格较低等 源应用越来越广泛，如用作粗饲料、制造板材、燃料、 特点）试验台对完整稻秆进行了卷捆压缩试验，旨在寻 地膜等[1-5] 。但稻秆结构疏松，收贮