CN110160871B - 一种玉米根茬须根径向抗拉强度测量装置 - Google Patents

一种玉米根茬须根径向抗拉强度测量装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及植物力学测量技术领域，尤其涉及一种玉米根茬须根径向抗拉强度测量装置。包括第一金属管、第二金属管、第一金属丝、第二金属丝、第一金属丝卡具、第二金属丝卡具、电子拉伸试验机以及增强胶体层；所述第一金属管与第二金属管同时插入玉米根茬须根试件的中空内腔，第一金属丝穿过第一金属管，第一金属丝装夹在第一金属丝卡具上，第一金属丝卡具固定在电子拉伸试验机顶部卡具上；第二金属丝穿过第二金属管，第二金属丝装夹在第二金属丝卡具上，第二金属丝卡具固定在电子拉伸试验机底部卡具上；增强胶体层位于玉米根茬须根试件外部。本发明结构简单、操作方便，实现玉米根茬须根径向抗拉强度测量，且成功率高。

Description

一种玉米根茬须根径向抗拉强度测量装置
技术领域
本发明涉及植物力学测量技术领域，尤其涉及一种玉米根茬须根径向抗拉强度测量装置。
背景技术
玉米根茬须根细胞死亡失去水分后，常常木质化，其存在形式为纤维和石细胞，是正交各向异性材料。玉米根茬的须根轴向抗拉强度和径向抗拉强度是根土复合体抗剪性能的决定因素，是农业工程领域中玉米根茬挖掘和剪切破坏科学研究及装置开发的重要基础数据，所以，玉米根茬须根的轴向抗拉强度和径向抗拉强度的精准测量是极其重要和必要的。
查阅文献和专利资料，关于植物须根的抗拉强度测量方面，仅有须根的轴向抗拉强度测量方法和装置，因为植物须根的直径很小且强度低，无法在径向方向上对其进行夹持，导致目前没有实施植物须根径向抗拉强度测量的方法和装置。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种玉米根茬须根径向抗拉强度测量装置。本发明结构简单、操作方便，实现玉米根茬须根径向抗拉强度测量，且成功率高。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种玉米根茬须根径向抗拉强度测量装置，包括第一金属管、第二金属管、第一金属丝、第二金属丝、第一金属丝卡具、第二金属丝卡具、电子拉伸试验机以及增强胶体层；所述第一金属管与第二金属管同时插入玉米根茬须根试件的中空内腔，第一金属丝穿过第一金属管，第一金属丝装夹在第一金属丝卡具上，第一金属丝卡具固定在电子拉伸试验机顶部卡具上；第二金属丝穿过第二金属管，第二金属丝装夹在第二金属丝卡具上，第二金属丝卡具固定在电子拉伸试验机底部卡具上；增强胶体层位于玉米根茬须根试件外部。
所述第一金属管与第二金属管采用不锈钢材料制作，第一金属管与第二金属管外径为2mm，内径为1mm。
所述第一金属丝与第二金属丝采用高强度钢材料制作，直径为0.6mm。
所述第一金属丝卡具与第二金属丝卡具结构相同，均包括第一固定桩、第二固定桩、第一可调夹口、第二可调夹口与基座；所述基座一端为圆柱体，第一固定桩与第二固定桩固接在基座另一端，第一可调夹口与第二可调夹口通过螺纹连接固定在基座上。
所述第一固定桩与第二固定桩结构相同，均设有防脱凸肩，防脱凸肩上设有导线槽。
所述增强胶体层为采用强力胶502滴在玉米根茬试件外部形成的胶体层，胶体层的厚度为3～6mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明针对玉米根茬须根的中空结构特点，采用在玉米根茬须根的中空内壁施加拉力的方式进行玉米根茬的须根径向抗拉强度测量，解决了常规夹持方式下无法进行玉米根茬须根径向抗拉强度测量的难题。
(2)本发明通过金属管与玉米根茬的须根试件内壁接触的形式对玉米根茬的须根试件施加拉力，增加须根试件的受力面积，防止须根试件在拉力施加面发生破裂。
(3)本发明在与金属管接触区域的玉米根茬须根试件外表面实施增强胶体层，以增强须根试件与金属管接触部位的强度，防止须根试件在与金属管接触的部位发生破坏断裂，实现须根试件在预期的径向中部区域断裂。
(4)本发明结构简单、操作方便，试验成功率高。
附图说明
图1是本发明立体结构示意图；
图2是本发明第一金属管与第二金属管结构示意图；
图3是本发明玉米根茬须根的装卡示意图；
图4是本发明第一金属丝卡具与第二金属丝卡具结构示意图；
图5是本发明玉米根茬须根试件在预期的径向中部区域断裂示意图。
图中：1-电子拉伸试验机 2-电子拉伸试验机顶部夹具 3-第一金属丝卡具 4-第一金属丝 5-第一金属管 6-第一增强胶体层 7-玉米根茬须根试件 8-第二增强胶体层 9-第二金属管 10-第二金属丝 11-第二金属丝卡具 12-电子拉伸试验机底部夹具 13-第一可调夹口 14-第二可调夹口 15-第一固定桩 16-基座 17-第二固定桩
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明，但不用来限制本发明的范围：
实施例：
如图1所示，一种玉米根茬须根径向抗拉强度测量装置，包括第一金属管5、第二金属管9、第一金属丝4、第二金属丝10、第一金属丝卡具3、第二金属丝卡具11、电子拉伸试验机1、第一增强胶体层6以及第二增强胶体层8。第一金属管5与第二金属管9同时插入玉米根茬须根试件7的中空内腔，第一金属管5位于第一增强胶体层6正下方，第二金属管9位于第二增强胶体层8正上方。
第一金属丝4穿过第一金属管5，第一金属丝4装夹在第一金属丝卡具3上，第一金属丝卡具3固定在电子拉伸试验机顶部卡具2上。
第二金属丝10穿过第二金属管9，第二金属丝10装夹在第二金属丝卡具11上，第二金属丝卡具11固定在电子拉伸试验机底部卡具12上。
如图2所示，第一金属管5与第二金属管9材料、结构均相同，均为不锈钢管，外径为2mm，内径为1mm，轴向长度10mm。
如图3所示，第一金属丝4与第二金属丝10材料、结构均相同，均采用高强度钢材料制作，直径为0.6mm，第一金属丝4穿过第一金属管5，第二金属丝10穿过第二金属管9。
如图4所示，第一金属丝卡具3与第二金属丝卡具11结构相同，均包括第一固定桩15、第二固定桩17、第一可调夹口13、第二可调夹口14与基座16。
第一固定桩15、第二固定桩17具有相同的结构尺寸，均带有防脱凸肩，防脱凸肩上留有导线槽，第一固定桩15与第二固定桩17通过焊接固定于基座16底部。第一可调夹口13与第二可调夹口14通过螺纹连接固定于基座16侧面，并通过调整螺纹连接的旋进长度来改变夹口的空间，进而起到夹持第一金属丝4的作用。基座16的端部为圆柱体，圆柱体与电子拉伸试验机顶部夹具2以及电子拉伸试验机底部夹具12适配。
第一金属丝卡具3夹持固定第一金属丝4的方式：第一金属丝4的一端穿过第一固定桩15的导线槽进而缠绕于第一固定桩15，防脱凸肩防止第一金属丝4松脱，第一金属丝4的端部固定于可调的第二可调夹口14；第一金属丝4的另一端穿过第二固定桩17的导线槽进而缠绕于第二固定桩17，防脱凸肩防止第一金属丝4松脱，第一金属丝4的端部固定于第一可调夹口13。
同理，第二金属丝卡具11采用与上述相同的方式夹持固定第二金属丝10。
如图1所示，电子拉伸试验机1为现有产品，选用商用电子万能拉伸试验机，电子拉伸试验机顶部夹具2与电子拉伸试验机底部夹具12是电子拉伸试验机1自带的楔块式卡具。电子拉伸试验机顶部夹具2夹持第一金属丝卡具3基座16端部的圆柱体，电子拉伸试验机底部夹具12夹持第二金属丝卡具11基座16端部的圆柱体。
如图3所示，第一增强胶体层6与第二增强胶体层8是采用强力胶502滴在玉米根茬须根试件7外部形成的胶体层，胶体层的厚度为4mm。第一增强胶体层6位于玉米根茬须根试件7与第一金属管5接触部位的外表面，第二增强胶体层8位于玉米根茬须根试件7与第二金属管9接触部位的外表面，防止玉米根茬须根试件7与金属管接触部位发生破坏断裂。
如图5所示，电子拉伸试验机1对玉米根茬的须根试件7实施径向抗拉强度测量，玉米根茬须根试件7在预期的径向中部区域断裂。
本发明针对玉米根茬须根的中空结构特点，采用在玉米根茬须根的中空内壁施加拉力的方式进行玉米根茬的须根径向抗拉强度测量，解决了常规夹持方式下无法进行玉米根茬须根径向抗拉强度测量的难题。
本发明通过金属管与玉米根茬的须根试件内壁接触的形式对玉米根茬的须根试件施加拉力，增加须根试件的受力面积，防止须根试件在拉力施加面发生破裂。
本发明在与金属管接触区域的玉米根茬须根试件外表面实施增强胶体层，以增强须根试件与金属管接触部位的强度，防止须根试件在与金属管接触的部位发生破坏断裂，实现须根试件在预期的径向中部区域断裂。
本发明结构简单、操作方便，试验成功率高。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种玉米根茬须根径向抗拉强度测量装置，其特征在于：包括第一金属管、第二金属管、第一金属丝、第二金属丝、第一金属丝卡具、第二金属丝卡具、电子拉伸试验机以及增强胶体层；所述第一金属管与第二金属管同时插入玉米根茬须根试件的中空内腔，第一金属丝穿过第一金属管，第一金属丝装夹在第一金属丝卡具上，第一金属丝卡具固定在电子拉伸试验机顶部卡具上；第二金属丝穿过第二金属管，第二金属丝装夹在第二金属丝卡具上，第二金属丝卡具固定在电子拉伸试验机底部卡具上；增强胶体层位于玉米根茬须根试件外部；
所述第一金属丝卡具与第二金属丝卡具结构相同，均包括第一固定桩、第二固定桩、第一可调夹口、第二可调夹口与基座；所述基座一端为圆柱体，第一固定桩与第二固定桩固接在基座另一端，第一可调夹口与第二可调夹口通过螺纹连接固定在基座上；
所述第一固定桩与第二固定桩结构相同，均设有防脱凸肩，防脱凸肩上设有导线槽。
2.根据权利要求1所述的一种玉米根茬须根径向抗拉强度测量装置，其特征在于：所述第一金属管与第二金属管采用不锈钢材料制作，第一金属管与第二金属管外径为2mm，内径为1mm。
3.根据权利要求1所述的一种玉米根茬须根径向抗拉强度测量装置，其特征在于：所述第一金属丝与第二金属丝采用高强度钢材料制作，直径为0.6mm。
4.根据权利要求1所述的一种玉米根茬须根径向抗拉强度测量装置，其特征在于：所述增强胶体层为采用强力胶502滴在玉米根茬试件外部形成的胶体层，胶体层的厚度为3～6mm。
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植物根-土复合体原位剪切试验研究现状及其进展;卢海静，等;《中国水土保持》(第07期);第42-46页 *
玉米根茬和土壤相互作用的力学特性研究;潘茹京;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 农业科技辑》(第09期);D047-28 *

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