玉米芽种力学特性研究

玉米是我国重要的粮食作物、工业原料和优质饲料,在我国粮食生产中占有举足轻重的地位。黑龙江省是我国玉米主要产区,本文以具有代表性的黑龙江省寒地玉米品种德美亚1号、垦沃3和先锋38P05为研究对象,利用万能试验机,以理论分析与试验相结合的方法,对不同含水率不同品种的玉米压缩、剪切、拉伸等力学特性,芽种的松弛与损伤率规律进行了研究,为寒区玉米钵育技术与设备研究奠定基础。主要研究内容如下:(1)测量了三种玉米种子和芽种的几何尺寸,得到了三种种子的外形尺寸特征,测量了三种玉米芽种的千粒重、滑动摩擦角和自然休止角等物理特性,得出了含水率、品种、芽长对芽种物理特性的影响。结果表明:在一定含水率条件下,德美亚1号芽种千粒重、自流角、休止角最大,垦沃3的粒重、自流角、休止角最小,先锋38P05介于二者之间。(2)利用万能试验机的专用夹具进行试验,得到三种芽种平放、立放、侧放放置方式条件下,含水率、品种对其载荷、应力、弹性模量、抗压强度、破坏能的影响。结果表明:三种品种芽种平放时芽种所能承受的破坏载荷最大,侧放次之,立放最小。随含水率增加,芽种的弹性模量、破坏能、破坏力和抗压强度均减小。德美亚1号的弹性模量、破坏能、破坏力和抗压强度均大于垦沃3与先锋38PO5。(3)通过剪切试验得到芽种基体与芽体的力与位移、位移与时间、应力与应变特性关系曲线及含水率与剪切强度与弹性模量的关系曲线,利用DPS建立芽种的基体与芽体回归模型。结果表明:芽种基体至破坏时的剪切力为芽体的34倍;品种不同,剪切力不同,德美亚1号基体与芽体剪切力最大,垦沃3剪切力最小,先锋38P05介于二者之间,随含水率增加剪切强度及弹性模量均减小。(4)通过拉伸试验得到芽体的拉伸力与位移特性关系曲线及含水率与拉伸载荷、抗拉强度与弹性模量的关系曲线,利用DPS建立回归模型。结果表明:在含水率一定条件下,芽体拉伸载荷的平均值从大到小依次为先锋38P05、德美亚1号、垦沃3。(5)通过对三种玉米芽种松弛流变特性分析,得到不同含水率下芽种松弛曲线方程。并得到在一定水分、品种条件下,试验得到压缩载荷变化对三种品种芽种的成活率影响规律,三个品种芽种继续生长率均随外界载荷的增大而减小,德美亚1号芽种最大承受压缩载荷为250N,先锋38P05和垦沃3最大承受压缩载荷为175N。