玉米秸稈皮拉伸和剪切特性試驗研究

文亞軍

（克山縣農業技術推廣中心，黑龍江 克山 161604）

玉米秸稈皮拉伸和剪切特性試驗研究

文亞軍

（克山縣農業技術推廣中心，黑龍江 克山 161604）

本文對玉米秸稈皮的拉伸和剪切特性進行了實驗分析，結果顯示，在抗拉強度上，當玉米秸稈皮含水30%時，其抗拉強度達到最大值，在分析抗拉強度時，取樣的高度對玉米秸稈的拉伸強度是有很大影響的，在剪切環節，剪切的速度和玉米秸稈的含水量對玉米秸稈皮的剪切強度也存在很大影響，此時取樣的高度對玉米秸稈皮的剪切強度影響并不明顯。該研究結果為設計玉米秸皮穰葉分離機械提供科學依據。

玉米秸稈皮；拉伸；剪切特性

1　玉米秸稈皮

玉米秸稈皮是世界上非常重要的物質資源，在資源逐漸緊張的今天，秸稈資源依然成為人們獲取能量的一個重要來源。現階段，我國每年的秸稈產量已經達到6億噸，秸稈的產量已經占據木材產量的一半，我國農業的發展較快，農作物秸稈資源比其他國家豐富。在秸稈資源中，玉米秸稈的產量達到總秸稈產量的1/3，農作物秸稈之所以受歡迎，主要是因為農作物秸稈有兩點好處。首先，農作物秸稈可以作為燃料，做生產能源；其次，秸稈還可以用來造紙，由于玉米秸稈皮中的木質素能達到60%，因此，也可以將其生產為人造板材，如果可以有效的運用玉米秸稈，就可有效的節省大量的森林資源，減少人類對森林的砍伐，進一步保護人類的居住環境，為了高效獲取玉米秸稈外皮，先研究一下玉米秸稈皮的拉伸和剪切等力學方面的特性，目前，已經有很多國家對玉米秸稈的秸稈力學特性進行了研究，但是，我國對玉米秸稈的力學特征研究相對比較分散，因此，有必要對其進行針對性的試驗。

2　材料和方法

2.1試驗材料

本文所試驗的玉米秸稈是東農253品種，在去掉折斷的有病蟲害的秸稈之后，統一選擇了莖稈長度在2 000 mm以上的秸稈，將其作為試驗材料，試驗材料的木質含量見表1。

表1　玉米秸稈成分　%Tab.1 Components of corn stalk

在對其試驗之前，先對在自然條件下放置的玉米秸稈皮的含水量范圍進行隨機抽樣測定，要求測定的含水量范圍要在8%～58%，測量拉伸特性的玉米秸稈皮樣品長度要在150 mm左右。

圖1　拉伸樣品的形狀與尺寸Fig.1 Shape and size of the sample

2.2試驗因素及相關的評價指標

目前，我國對農作物秸稈力學特性研究的范圍很廣泛，很多學者都在研究秸稈的拉伸特性以及剪切特性，對彎曲特性的研究也比較多，而在研究彎曲特性時，主要研究方向是在農作物的抗倒伏上。本文主要是以玉米秸稈皮的拉伸和剪切特性為主要的研究目標，以抗拉伸強度和剪切的強度作為拉伸和剪切試驗的一個評價標準。此時，需要確定玉米秸稈皮的含水量以及取樣的高度，這些試驗因素缺一不可。

3　試驗結果

表2　試驗模型結果Tab.2 Test results

從試驗結果來看，玉米秸稈的失擬性并不是特別明顯，而回歸模型卻非常明顯，也就是說，玉米秸稈皮的二次回歸模型才是最合適的。由于秸稈皮取樣高度的一次項系數的絕對值要大于含水率的一次項系數，基于此種情況，在取樣高度和含水量這兩個影響因素中，秸稈皮的取樣高度對拉伸強度的影響是比較明顯的。

4　結論

從整個試驗結果來看，玉米秸稈的含水率在進行二次項的時候對玉米秸稈皮的抗拉伸強度影響最明顯，此時，取樣的高度對玉米秸稈皮的抗拉強度也是有很大影響的。隨著玉米秸稈取樣高度的不斷變化，玉米秸稈皮的抗拉強度在整體上也會呈現出上升的趨勢。從玉米秸稈皮含水率以及取樣高度的影響上可以發現，玉米秸稈皮的含水率在30%的時候，玉米秸稈皮的抗拉強度是最大的，在一定程度上，有利于提高玉米秸稈皮穰分離之后秸稈皮的完整性。從剪切試驗結果看，取樣的高度對玉米秸稈皮的剪切強度影響并不是特別的明顯，比較明顯的是玉米秸稈的含水率和剪切的速度。當玉米秸稈的含水率變高的時候，玉米秸稈的剪切強度會隨著剪切速度的提升而有所提高。

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［3］陳洪雷.玉米秸稈廢棄物在制漿造紙領域中的應用［D］.濟南：山東輕工業學院學報，2008.

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［5]廖娜，韓魯佳，黃光群，等.基于ANSYS的玉米秸稈軸向壓縮過程數值模擬研究［C］//北京：中國農業工程學會2009年學術年會.2009.

Experimental Study on Tensile and Shear Properties of Corn Straw Skin

WENYa-jun
（Keshan County Agricultural Technique Extension Center，Keshan 161604，China）

This paper experimental analysis the corn stalk skin tensile and shear properties，ecbatic，on the tensile strength，when the corn stalk rind water 30%，the tensile strength reached maximum，in the analysis of tensile mild，sampling height of corn strawand the tensile strength is has a great influence，in shear links，shear rate and corn straw moisture content of corn stalk skin shear strength also has great influence.At this time samplingheight ofcorn stalk skin shear strength effect is not obvious.The results ofthis studyprovide a scientific basis for the design ofcorn stalk pith leafseparation machinery.

Corn strawskin；Tensile；Shear properties

S226

B

1674-8646（2015）07-0028-02