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收获期黄连原位机械拔取力学试验研究
1
作者 姚亮华 李敏 +4 位作者 赵世龙 陈迅 王跃 曾百功 谢守勇 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期84-91,共8页
黄连是一种常见的名贵中药材,为了研制黄连收获机械,实现黄连生产过程的机械化,分析黄连拔取过程的力学特征规律必不可少.通过黄连拔取过程的受力分析,自主设计黄连原位机械拔取测试装置,对收获期黄连进行拔取力学试验,统计试验数据并... 黄连是一种常见的名贵中药材,为了研制黄连收获机械,实现黄连生产过程的机械化,分析黄连拔取过程的力学特征规律必不可少.通过黄连拔取过程的受力分析,自主设计黄连原位机械拔取测试装置,对收获期黄连进行拔取力学试验,统计试验数据并进行对比分析,预测拔取速度、拔取方向、坡度及根土复合体表面积与黄连拔取力之间的关系.结果表明:黄连拔取力主要分布在10~50 N之间,平均拔取力为27.38 N,整体呈现正态分布.黄连的拔取力随拔出时根土复合体表面积增大而增大,二者满足二次多项式函数关系,决定系数为0.76,拔取力随着拔取速度的增大而增大,但较快的速度会导致黄连根茎或茎秆的断裂,因此在保证黄连样品完好的前提下,以20 mm/s的速度拔取效果最佳.黄连多种植在坡地上,相较于铅直方向,垂直于地面方向拔取力平均降低了15.5%;拔取力随着种植坡度的增大而增大,且坡度增加,拔取力的增长幅度也随之增加.研究结果可为黄连生产机械化装备研发提供基础理论依据. 展开更多
关键词 黄连 根土复合体 拔取力 拔取速度 拔取方向 坡度
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基于图像重建的黄连根系-土壤复合体力学特性仿真与试验 被引量：1
2
作者 曾百功 李敏 +5 位作者 姚亮华 赵世龙 陈迅 王跃 刘凡一 谢守勇 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第19期75-84,共10页
针对黄连(Coptis chinensis)收获过程机械化程度低,根土复合体力学特性研究缺乏的问题,该研究以收获期黄连为研究对象,运用增量式运动恢复结构(incremental structure from motion,ISFM)和多视图立体(multi-view stereo,MVS)算法,通过... 针对黄连(Coptis chinensis)收获过程机械化程度低,根土复合体力学特性研究缺乏的问题,该研究以收获期黄连为研究对象,运用增量式运动恢复结构(incremental structure from motion,ISFM)和多视图立体(multi-view stereo,MVS)算法,通过多视角图像三维重构,将建立的高保真根系形态模型应用于不同条件下的根系-土壤复合体力学特性研究中。首先,通过田间采样和室内力学特性试验,得到根茎的平均剪切模量和泊松比,并测得不同深度的土壤和根土复合体的平均抗剪强度等物理力学参数。再以试验获得的入土深度为0~30 mm的土壤和根土复合体的平均抗剪强度作为响应值,采用Plackett-Burman试验和Central Composite试验等进行离散元仿真参数标定,并在EDEM软件中进行不同深度的土壤和根土复合体直剪试验数值模拟。结果表明:当土壤含水率在49.58%~62.96%、根系含水率在80%~230%的范围内时,在不同入土深度下,收获期黄连根土复合体离散元模型的内聚力和内摩擦角与试验结果的平均误差分别为3.48%和5.21%,标准差分别为3.44%和1.63%,验证表明通过图像重建根系模型可靠,并可用于模拟根土复合体力学行为。模拟方法可为黄连机械化收获关键工作部件设计和工作参数优化等提供理论依据。 展开更多
关键词 图像重建 模型 仿真 根土复合体 直剪试验 黄连
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黄连根茎物理力学特性试验性究 被引量：1
3
作者 李敏 姚亮华 +4 位作者 陈迅 谷明先 赵世龙 曾百功 谢守勇 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期153-161,共9页
通过实地探访和试验获得了黄连形态结构特征参数,测定黄连根系约90%的质量分布在入土深度为0~60 mm的土壤中.应用万能拉伸试验机对收获期黄连根茎进行了拉伸和剪切特性试验研究,分析了黄连根茎拉伸和剪切断裂方式,以及根茎含水率和直径... 通过实地探访和试验获得了黄连形态结构特征参数,测定黄连根系约90%的质量分布在入土深度为0~60 mm的土壤中.应用万能拉伸试验机对收获期黄连根茎进行了拉伸和剪切特性试验研究,分析了黄连根茎拉伸和剪切断裂方式,以及根茎含水率和直径对其力学特性的影响,结果表明,黄连根茎的极限拉力随着根径的增大呈现出增大的趋势,黄连根茎的极限伸长率随着根径的增大呈现出减小的趋势,但含水率范围不同,变化幅度不同;当根茎含水率在80%~130%和130%~180%时,黄连根茎的极限剪切力随着根径的增大而大幅增大,当含水率在180%~230%时,黄连根茎的极限剪切力随着根径的增大而平缓减小.研究结果可为黄连机械化收获关键部件的拉拔与采挖过程提供基础设计参数. 展开更多
关键词 黄连 根茎 物理特性 力学特性
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