双V附翼型负泊松比蜂窝结构参数与原木接触面积耦合关系
2021-04-21朱旭晨王典刘晋浩黄青青
华中农业大学学报(自然科学版) 2021年2期
朱旭晨,王典,刘晋浩,黄青青
北京林业大学工学院/国家林业和草原局林业装备与自动化重点实验室,北京 100083
目前,联合采育机和联合收割机逐渐代替单一的收割机械,愈发广泛地应用于农林业生产,同时使得对林木联合采育机的各个部件、装置的研究也更加深入[1]。伐倒木圆条受林木联合采育机的进料辊钢齿损伤问题亟待解决,因此如何降低木材损伤,提高伐倒木经济价值,显得尤为重要。
针对树木采伐过程中受联合采育机进料辊损伤问题,国内外进行了广泛的研究。Gerasimov等[2]以俄罗斯林业采伐为例研究了单柄收割机机头对工业原木损伤和作业效率损失的影响。Vander-Merwe等[3]研究了桉树收割机对原木表面的损伤在纸浆价值恢复方面的影响。王栋等[4]提出一种应用在辊型驱动上的双V附翼型负泊松比结构,该结构可使进料辊齿与伐倒木接触时齿数增多,致使更多压缩后的负泊松比结构受力,进而增大进料辊圆周工作面与伐倒木之间的接触面积,减小进料辊齿对采伐原木的损伤。该研究创新性地引入负泊松比结构解决了林木采伐中树木损伤的问题,但未深入阐述进料辊所受应力及能量消耗。
Lakes[5]首次明确提出负泊松比这一概念,引起国内外学者广泛关注,相较于传统材料结构,其结构具有更高的抗剪切、抗压痕和抗冲击性能。负泊松比现象产生的原因是特殊的胞元结构受轴向压缩时会产生内凹效应,结构产生横向收缩变形,致使整体构件向中心收缩。……
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