CN105842059A - 一种玉米秸秆及穗柄力学性质测试辅助夹具 - Google Patents

Abstract

本发明属于检测技术领域，涉及一种玉米秸秆及穗柄力学性质测试辅助夹具；克服了现有技术存在夹具功能单一、不能满足玉米穗倾斜生长特性的问题；本发明由上夹具、下夹具两部分组成；上夹具包括上夹具套筒、上夹具支撑板、设有沟槽的上夹具底板、设有沟槽的上夹具调节板、上夹具主侧板、上夹具副侧板、上夹具小调节板、上夹具玉米穗固定板A和上夹具玉米穗固定板B；上夹具主侧板和上夹具副侧板相对设置在上夹具底板上；上夹具玉米穗固定板A和上夹具玉米穗固定板B分别固定在上夹具主侧板和上夹具副侧板上；下夹具包括下夹具支撑柱、下夹具支撑板、设有沟槽的下夹具底板、设有沟槽的下夹具调节板、下夹具主侧板和下夹具副侧板。

Description

一种玉米秸秆及穗柄力学性质测试辅助夹具

技术领域

本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种玉米秸秆及穗柄力学性质测试辅助夹具。

背景技术

对于玉米收获机的研发而言，玉米秸秆及穗柄的力学性质研究尤为关键。玉米秸秆及穗柄的力学性质研究，通常采用万能试验机进行测试。试验过程，需要利用上夹具和下夹具对所测试样两端进行夹持固定，试验过程中，确保上下夹具在不损伤试样的基础上能够将试样固定住，并且确保上下夹具和所夹试样的纵轴线均与中心轴线重合。当进行玉米秸秆力学特性测量时，需要测量拉伸、弯曲、反向拉伸等不同性质的力，以及对秸秆不同位置进行力学测量。但现有试验机所配套夹具夹持方式单一，无法满足夹具与所夹试样间的完全匹配条件，更无法实现一套夹具满足玉米秸秆力学性质试验的全部要求，致使试验数据产生偏差。另外，玉米穗生长方向与秸秆之间存在一定角度，并且玉米穗外存在苞叶使其与所连接秸秆间直径差异较大，因此，由于玉米穗生长特殊性，进行玉米穗与穗柄以及秸秆等的力学特性试验时，目前现有夹具无法满足其夹持固定要求，影响实验人员对玉米穗及其连接秸秆间的力学特性研究。

因此，如何使夹具与玉米秸秆生长特性完全匹配，并且实现一套夹具能够完成多项秸秆力学性质测量试验，是本领域研究人员所需要研究的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在夹具功能单一、不能满足玉米穗倾斜生长特性的问题，提供了一种玉米秸秆及穗柄力学性质测试辅助夹具。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：

一种玉米秸秆及穗柄力学性质测试辅助夹具，由上夹具、下夹具两部分组成；

所述上夹具包括上夹具套筒1、上夹具支撑板2、设有沟槽的上夹具底板3、设有沟槽的上夹具调节板4、上夹具主侧板5、上夹具副侧板7、上夹具小调节板8、上夹具玉米穗固定板A6和上夹具玉米穗固定板B16；

所述上夹具套筒1与上夹具支撑板2固定连接；上夹具支撑板2与设有沟槽的上夹具底板3用螺栓紧固；设有沟槽的上夹具调节板4与上夹具底板3用螺栓紧固；

所述上夹具主侧板5和上夹具副侧板7相对设置在上夹具底板3上；上夹具玉米穗固定板A6和上夹具玉米穗固定板B16分别固定在上夹具主侧板5和上夹具副侧板7上；

所述上夹具主侧板5与上夹具调节板4固定连接，上夹具副侧板7与上夹具小调节板8固定连接，上夹具小调节板8与设有沟槽的上夹具底板3用螺栓紧固；

所述下夹具包括下夹具支撑柱9、下夹具支撑板10、设有沟槽的下夹具底板11、设有沟槽的下夹具调节板12、下夹具主侧板13和下夹具副侧板；

所述下夹具支撑板10与下夹具支撑柱9固定连接；

设有沟槽的下夹具底板11与下夹具支撑板10用螺栓紧固，下夹具底板11与设有沟槽的下夹具调节板12用螺栓紧固；

所述下夹具调节板12与下夹具主侧板13固定连接；

所述下夹具副侧板与下夹具主侧板13用螺栓紧固。

技术方案中所述上夹具主侧板5、上夹具副侧板7上均设有两个不同大小的竖直弧形凹槽；

所述下夹具主侧板13设有两个竖直弧形凹槽和一个倾斜弧形凹槽，最右侧设有半圆缺口。

技术方案中所述下夹具副侧板为下夹具副侧板B15，下夹具副侧板B15与下夹具主侧板13用螺栓紧固。

技术方案中所述下夹具副侧板为下夹具副侧板A14，下夹具副侧板A14与下夹具主侧板13用螺栓紧固。

技术方案中所述下夹具副侧板B15设有倾斜弧形凹槽，右侧设有一半圆缺口。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

(1)本发明针对现有夹具功能单一而设计。现有夹具无法满足利用一套夹具同时测量玉米秸秆、穗柄以及玉米穗的力学特性，原因在于夹具测量位置不可调节，无法使上下夹具与所夹试样和万能试验机保持中心轴线重合。而本发明夹具充分利用自身设计性，通过上、下底座横、纵方向沟槽能够实现夹具位置可调节，进而保证进行力学试验时，上、下夹具和所夹试样的轴线始终与万能试验机传感器的轴线重合，提高实验的准确率。

(2)本发明针对现有夹具无法进行特殊试验而设计。由于玉米穗沿秸秆倾斜生长，并且玉米穗与秸秆之间包裹有苞叶，在进行玉米穗与秸秆的拉伸、弯曲试验时，现有夹具无法满足玉米穗生长特殊性来使受力施力方向在玉米穗中心直线上。而本发明夹具根据结合大量测量数据显示玉米穗与秸秆间生长角度集中在30°并且连接位置有苞叶这一生长特性，将夹具独特设计有30°倾斜凹槽用来夹持玉米秸秆，半圆形夹口将带有苞叶的玉米穗垂直放置在万能试验机中线处，使得试验时玉米穗纵轴线能够与始终与中心线重合。

(3)本发明上、下夹具主、侧板均有两个弧形凹槽并带有螺纹，可以根据作物直径选择适当的凹槽与秸秆充分接触，在保证足够摩擦力的同时，尽量维持夹持部位边缘结构的完整性。

(4)本发明多功能性还体现在利用现有夹具部件，根据组装的不同不仅可以进行不同作物秸秆拉伸实验，作物的不同部位(如玉米穗柄)拉伸实验，玉米秸秆和果穗之间的正向、反向拉伸实验，玉米秸秆和果穗之间的弯曲断裂实验。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明夹具测量玉米秸秆和果穗之间的正向拉伸力学特性实验的状态图；

图2是本发明夹具测量玉米秸秆和果穗之间的弯曲折断力学特性实验的状态图；

图3是本发明夹具测量玉米秸秆和果穗之间的反向拉伸力学特性实验的状态图；

图4是本发明夹具测量作物秸秆拉伸力学特性试验的状态图；

图5是本发明夹具测试玉米穗柄拉伸力学特性实验的状态图；

图6a是本发明夹具上夹具主视图；

图6b是本发明夹具上夹具左视图；

图6c是本发明夹具上夹具俯视图的局部剖视图；

图7a是本发明上夹具中上夹具套筒和上夹具支撑板焊合图的俯视图；

图7b是本发明上夹具中上夹具套筒和上夹具支撑板焊合图A-A向的半剖图；

图8是本发明夹具的上夹具中上夹具玉米穗固定板A和上夹具玉米穗固定板B的主视图；

图9是本发明夹具的上夹具中上夹具底板的俯视图；

图10a是本发明夹具的上夹具主视图；

图10b是本发明夹具的上夹具左视图；

图10c是本发明夹具的上夹具俯视图；

图11是本发明夹具的秸秆或穗柄拉伸实验下夹具主视图的局部剖视图；

图12是本发明夹具的下夹具中下夹具副侧板A的主视图；

图13是本发明夹具的下夹具中下夹具底板的俯视图；

图14是本发明夹具的下夹具中下夹具主侧板的主视图；

图15a是本发明夹具的下夹具中下夹具支撑柱和下夹具支撑板焊合图的俯视图；

图15b是本发明夹具的下夹具中下夹具支撑柱和下夹具支撑板焊合图的B-B向半剖图；

图16是本发明夹具的上夹具立体图；

图17是本发明夹具的下夹具立体图；

图中：

1.上夹具套筒、2.上夹具支撑板、3.上夹具底板、4.上夹具调节板、5.上夹具主侧板、6.上夹具玉米穗固定板A、7.上夹具副侧板、8.上夹具小调节板、9.下夹具支撑柱、10.下夹具支撑板、11.下夹具底板、12.下夹具调节板、13.下夹具主侧板、14.下夹具副侧板A、15.下夹具副侧板B、16.上夹具玉米穗固定板B、17.作物秸秆、18.玉米秸秆、19.玉米果穗、20.玉米穗穗柄、21.焊接处、22.小竖直弧形凹槽、23.大竖直弧形螺纹凹槽、24.倾斜弧形凹槽、25.半圆缺口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

一种用于作物秸秆拉伸、玉米秸秆和果穗之间的正向或反向拉伸、玉米秸秆和果穗之间的弯曲折断实验的夹具。

参阅图16、图17，玉米秸秆和果穗正向拉伸实验夹具由上夹具、下夹具两部分组成。

上夹具中，上夹具支撑板(2)是两侧为半圆形的长方体板，与上夹具套筒(1)焊接，上夹具套筒与拉伸试验机连接。上夹具底板(3)是带有三个纵向沟槽的长方体板，上夹具支撑板(2)与上夹具底板(3)的两侧沟槽用螺栓紧固。上夹具调节板(4)是带有一个沟槽的长方体，沟槽处与上夹具底板(3)用螺栓紧固。上夹具主侧板(5)、上夹具副侧板(7)均为长方体板，板上有两个不同大小的竖直弧形凹槽，上夹具主侧板(5)与上夹具调节板(4)焊合，焊合后上夹具调节板(4)与上夹具底板(3)用螺栓紧固。上夹具副侧板(7)与上夹具小调节板(8)焊合，焊合后上夹具小调节板(8)与上夹具底板(3)中间的沟槽用螺栓紧固。上夹具玉米穗固定板A(6)和上夹具玉米穗固定板B(16)是中间带有半圆缺口的长方体，将两个玉米穗固定板A(6)、B(16)缺口相对的放在上夹具主侧板(5)、上夹具副侧板(7)之间，用长螺栓紧固；

参阅图17，下夹具中，下夹具支撑板(10)是两侧为半圆形的长方体板，与圆柱形的下夹具支撑柱(9)焊合，下夹具支撑柱(9)与拉伸试验机连接。下夹具底板(11)是两侧带有沟槽、中间带有通孔的长方体板，两侧沟槽用于与下夹具支撑板(10)螺栓紧固，通孔与带有沟槽的下夹具调节板(12)螺栓紧固。下夹具主侧板(13)带有大小不同的两个竖直弧形凹槽(22；23)和一个倾斜弧形凹槽(24)，最右侧是一个半圆缺口(25)，下夹具调节板(12)与下夹具主侧板(13)焊合。下夹具主侧板(13)与带有倾斜弧形凹槽、右侧有一半圆缺口的下夹具副侧板B(15)螺栓紧固，或与带有大小不同的两个竖直弧形凹槽的下夹具副侧板A(14)螺栓紧固。

参阅图1，进行玉米秸秆和果穗正向拉伸力学性能测试时：

第一步，将玉米秸秆(18)放置在下夹具主侧板(13)与下夹具副侧板B(15)的倾斜圆弧槽内(24)，在槽的两侧螺孔内插入适当长度的螺栓进行加紧固定。

第二步，将玉米穗(19)放置在两个上夹具玉米穗固定板A(6)、B(16)半圆中间，用长螺栓加紧固定，并将上夹具小调节板(8)用螺栓与上夹具底板(3)夹紧固定。

第三步，分别纵向调节上夹具支撑板(2)与下夹具支撑板(10)，再分别横向调节上夹具调节板(4)与下夹具调节板(12)，从而使上夹具套筒(1)、下夹具支撑柱(9)和玉米穗(19)重心在同一直线上。

第四步，玉米秸秆和果穗正向拉伸力学性能测试

参阅图2，当进行玉米穗弯曲折断实验时，夹具与玉米穗弯曲折断实验夹具相同，只需将玉米果穗放在上夹具外侧，再配合拉伸试验机进行试验。

参阅图3，当进行玉米秸秆和果穗反向拉伸试验时，上夹具与玉米秸秆和果穗正向拉伸上夹具相同，只需将下夹具副侧板B(15)换成下夹具副侧板A(14)与下夹具主侧板(13)配合使用，将秸秆和果穗如图所示放置即可，再配合拉伸试验机进行试验。

参阅图4，当进行作物秸秆拉伸试验时，需将玉米秸秆和果穗正向拉伸上夹具中玉米穗固定板A(6)和上夹具玉米穗固定板B(16)摘掉作为上夹具，将玉米秸秆和果穗正向拉伸下夹具中下夹具副侧板B(15)换成下夹具副侧板A(14)与下夹具主侧板(13)配合使用，秸秆(17)如图4所示放置，再配合拉伸试验机进行试验。

参阅图5，当进行玉米穗穗柄拉伸试验时，夹具与作物秸秆拉伸实验相同，玉米穗穗柄(20)如图5所示放置，再配合拉伸试验机进行试验。

Claims (5)

1.一种玉米秸秆及穗柄力学性质测试辅助夹具，由上夹具、下夹具两部分组成；其特征在于：

所述上夹具包括上夹具套筒(1)、上夹具支撑板(2)、设有沟槽的上夹具底板(3)、设有沟槽的上夹具调节板(4)、上夹具主侧板(5)、上夹具副侧板(7)、上夹具小调节板(8)、上夹具玉米穗固定板A(6)和上夹具玉米穗固定板B(16)；

所述上夹具套筒(1)与上夹具支撑板(2)固定连接；上夹具支撑板(2)与设有沟槽的上夹具底板(3)用螺栓紧固；设有沟槽的上夹具调节板(4)与上夹具底板(3)用螺栓紧固；

所述上夹具主侧板(5)和上夹具副侧板(7)相对设置在上夹具底板(3)上；上夹具玉米穗固定板A(6)和上夹具玉米穗固定板B(16)分别固定在上夹具主侧板(5)和上夹具副侧板(7)上；

所述上夹具主侧板(5)与上夹具调节板(4)固定连接，上夹具副侧板(7)与上夹具小调节板(8)固定连接，上夹具小调节板(8)与设有沟槽的上夹具底板(3)用螺栓紧固；

所述下夹具包括下夹具支撑柱(9)、下夹具支撑板(10)、设有沟槽的下夹具底板(11)、设有沟槽的下夹具调节板(12)、下夹具主侧板(13)和下夹具副侧板；

所述下夹具支撑板(10)与下夹具支撑柱(9)固定连接；

设有沟槽的下夹具底板(11)与下夹具支撑板(10)用螺栓紧固，下夹具底板(11)与设有沟槽的下夹具调节板(12)用螺栓紧固；

所述下夹具调节板(12)与下夹具主侧板(13)固定连接；

所述下夹具副侧板与下夹具主侧板(13)用螺栓紧固。

2.根据权利要求1所述的一种玉米秸秆及穗柄力学性质测试辅助夹具，其特征在于：

所述上夹具主侧板(5)、上夹具副侧板(7)上均设有两个不同大小的竖直弧形凹槽；

所述下夹具主侧板(13)设有两个竖直弧形凹槽和一个倾斜弧形凹槽，最右侧设有半圆缺口。

3.根据权利要求1所述的一种玉米秸秆及穗柄力学性质测试辅助夹具，其特征在于：

所述下夹具副侧板为下夹具副侧板B(15)，下夹具副侧板B(15)与下夹具主侧板(13)用螺栓紧固。

4.根据权利要求1所述的一种玉米秸秆及穗柄力学性质测试辅助夹具，其特征在于：

所述下夹具副侧板为下夹具副侧板A(14)，下夹具副侧板A(14)与下夹具主侧板(13)用螺栓紧固。

5.根据权利要求3所述的一种玉米秸秆及穗柄力学性质测试辅助夹具，其特征在于：

所述下夹具副侧板B(15)设有倾斜弧形凹槽，右侧设有一半圆缺口。