蓖麻茎秆弯曲力学特性试验及仿真分析 Study and simulation analysis on curling mechanical properties of castor stem

为设计高效蓖麻茎秆切割装置,提高蓖麻收获效率,研究蓖麻茎秆弯曲力学特性。试验以通辽地区广泛种植的通蓖7号和通蓖17号蓖麻茎秆为研究对象,以茎秆含水率、载荷加载位置、载荷加载速率为试验因素,茎秆抗弯强度为评价指标,通过旋转组合试验,建立评价指标与各因素之间的回归模型。结果表明,各因素对通蓖7号蓖麻茎秆抗弯强度的影响主次顺序为,加载部位>含水率>加载速度。含水率与加载部位交互作用影响极显著,加载部位和加载速度交互作用影响显著;各因素对通蓖17号蓖麻茎秆抗弯强度影响主次顺序为加载部位>含水率>加载速度。含水率与加载速度交互作用影响显著。建立蓖麻茎秆弯曲有限元模型,分析茎秆受弯曲载荷时的应力分布,得出不同生长部位纤维导管含量对茎秆抗弯强度的影响规律,并建立相关方程。仿真结果表明,纤维导管含量由3%增加至5%时,茎秆抗弯强度增加1.35%,相关系数为0.9041,纤维导管含量影响加载部位抗弯强度。文章可为蓖麻收获机械设计提供理论参考。