玉米秸秆皮拉伸和剪切特性试验研究

文亚军

（克山县农业技术推广中心，黑龙江 克山 161604）

玉米秸秆皮拉伸和剪切特性试验研究

文亚军

（克山县农业技术推广中心，黑龙江 克山 161604）

本文对玉米秸秆皮的拉伸和剪切特性进行了实验分析，结果显示，在抗拉强度上，当玉米秸秆皮含水30%时，其抗拉强度达到最大值，在分析抗拉强度时，取样的高度对玉米秸秆的拉伸强度是有很大影响的，在剪切环节，剪切的速度和玉米秸秆的含水量对玉米秸秆皮的剪切强度也存在很大影响，此时取样的高度对玉米秸秆皮的剪切强度影响并不明显。该研究结果为设计玉米秸皮穰叶分离机械提供科学依据。

玉米秸秆皮；拉伸；剪切特性

1　玉米秸秆皮

玉米秸秆皮是世界上非常重要的物质资源，在资源逐渐紧张的今天，秸秆资源依然成为人们获取能量的一个重要来源。现阶段，我国每年的秸秆产量已经达到6亿吨，秸秆的产量已经占据木材产量的一半，我国农业的发展较快，农作物秸秆资源比其他国家丰富。在秸秆资源中，玉米秸秆的产量达到总秸秆产量的1/3，农作物秸秆之所以受欢迎，主要是因为农作物秸秆有两点好处。首先，农作物秸秆可以作为燃料，做生产能源；其次，秸秆还可以用来造纸，由于玉米秸秆皮中的木质素能达到60%，因此，也可以将其生产为人造板材，如果可以有效的运用玉米秸秆，就可有效的节省大量的森林资源，减少人类对森林的砍伐，进一步保护人类的居住环境，为了高效获取玉米秸秆外皮，先研究一下玉米秸秆皮的拉伸和剪切等力学方面的特性，目前，已经有很多国家对玉米秸秆的秸秆力学特性进行了研究，但是，我国对玉米秸秆的力学特征研究相对比较分散，因此，有必要对其进行针对性的试验。

2　材料和方法

2.1试验材料

本文所试验的玉米秸秆是东农253品种，在去掉折断的有病虫害的秸秆之后，统一选择了茎秆长度在2 000 mm以上的秸秆，将其作为试验材料，试验材料的木质含量见表1。

表1　玉米秸秆成分　%Tab.1 Components of corn stalk

在对其试验之前，先对在自然条件下放置的玉米秸秆皮的含水量范围进行随机抽样测定，要求测定的含水量范围要在8%～58%，测量拉伸特性的玉米秸秆皮样品长度要在150 mm左右。

图1　拉伸样品的形状与尺寸Fig.1 Shape and size of the sample

2.2试验因素及相关的评价指标

目前，我国对农作物秸秆力学特性研究的范围很广泛，很多学者都在研究秸秆的拉伸特性以及剪切特性，对弯曲特性的研究也比较多，而在研究弯曲特性时，主要研究方向是在农作物的抗倒伏上。本文主要是以玉米秸秆皮的拉伸和剪切特性为主要的研究目标，以抗拉伸强度和剪切的强度作为拉伸和剪切试验的一个评价标准。此时，需要确定玉米秸秆皮的含水量以及取样的高度，这些试验因素缺一不可。

3　试验结果

表2　试验模型结果Tab.2 Test results

从试验结果来看，玉米秸秆的失拟性并不是特别明显，而回归模型却非常明显，也就是说，玉米秸秆皮的二次回归模型才是最合适的。由于秸秆皮取样高度的一次项系数的绝对值要大于含水率的一次项系数，基于此种情况，在取样高度和含水量这两个影响因素中，秸秆皮的取样高度对拉伸强度的影响是比较明显的。

4　结论

从整个试验结果来看，玉米秸秆的含水率在进行二次项的时候对玉米秸秆皮的抗拉伸强度影响最明显，此时，取样的高度对玉米秸秆皮的抗拉强度也是有很大影响的。随着玉米秸秆取样高度的不断变化，玉米秸秆皮的抗拉强度在整体上也会呈现出上升的趋势。从玉米秸秆皮含水率以及取样高度的影响上可以发现，玉米秸秆皮的含水率在30%的时候，玉米秸秆皮的抗拉强度是最大的，在一定程度上，有利于提高玉米秸秆皮穰分离之后秸秆皮的完整性。从剪切试验结果看，取样的高度对玉米秸秆皮的剪切强度影响并不是特别的明显，比较明显的是玉米秸秆的含水率和剪切的速度。当玉米秸秆的含水率变高的时候，玉米秸秆的剪切强度会随着剪切速度的提升而有所提高。

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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