陈文滔++方兵++梁晓++叶大鹏

摘要：为了精确地描述巨菌草（Pennisetum sinese Roxb）茎秆力学性能茎秆抗拉、抗压、抗弯弹性模量，对巨菌草茎秆力学特性曲线进行曲线拟合。通过分析插值函数的构造方法及性质，合理地选取基函数和权函数，并对最小二乘法以及移动最小二乘法的拟合曲线进行了对比。结果表明，移动最小二乘法在巨菌草茎秆力学特性试验曲线拟合中具有更高的精度。

关键词：巨菌草（Pennisetum sinese Roxb）；茎秆；移动最小二乘法；力学性能；曲线拟合

中图分类号：S519 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）03-0561-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.03.044

Study of Curve Fitting of Mechanical Properties of the Stalk of

Pennisetum sinese Roxb

CHEN Wen-tao，FANG Bing，LIANG Xiao，YE Da-peng

（College of Mechanical and Electrical Engineering， Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou 350002， Fujian，China）

Abstract：In order to accurately describe the mechanical properties of the stalk of Pennisetum sinese Roxb on tensile， compression and bending modulus of elasticity， the curve of mechanical properties of Pennisetum sinese Roxb stalk were fitted. The construction method of interpolation function was detailedly studied and the basis function and weight function were reasonably choose， then compared the least square method and moving least square method in curve fitting. The results showed that the precision of the moving least square method in the curve fitting of mechanical properties of Pennisetum sinese Roxb stalk was higher.

Key words：Pennisetum sinese Roxb；stalk；moving least squares；mechanical properties；curve fitting

巨菌草（Pennisetum sinese Roxb）是上世纪90年代从非洲引进中国，经过20多年培养出适合中国气候土壤的优良草种[1]。巨菌草的茎秆木质纤维作为能源与工业原料具有巨大的潜能，同时，巨菌草的机械处理如切割、打捆、破碎、运输等也具有重大的经济价值。

巨菌草茎秆的力学特性参数是研制高效、低耗茎秆切割器的重要参数依据，对巨菌草茎秆的力学特性的研究有利于在农业机械设计阶段中减少研发成本与缩短研发周期，因此有必要展开对巨菌草茎秆的力学特性研究。目前，已有学者研究了芦竹[2]、苎麻[3]、玉米[4]等作物茎秆的力学特性，而巨菌草茎秆的力学特性研究鲜见报道。

由于植物茎秆力学性能呈现非线性特点，需要通过曲线拟合得到材料的拉伸、压缩、弯曲弹性模量力学性能参数。而曲线拟合的方法众多，常用的是基于普通最小二乘法的多项式拟合，其形式简单，计算量小，但考虑整个拟合区域所有节点的误差效应，并将误差在全局上做均化处理，对局部拟合精度产生很大影响[5]。……