茶茎秆仿生割刀设计及切割性能研究

杜哲，男，1989年生，蒙古族，内蒙古通辽市人，中共党员。江苏大学农业工程专业博士，现为河南科技大学农业装备工程学院讲师。主讲冲压工艺与模具计、经济作物生产机械、农业物料学等课程，长期从事茶叶、油用牡丹等特色经济作物收获机械装备研发及其关键部件优化技术研究工作。

第1章绪论

1.1研究背景、目的和意义

1.2国内外研究现状

1.3主要研究内容和方法.

1.4本章小结

第2章茶茎秆微观组织结构及切割特性研究……

2.1试验材料与方法

2.2茶茎秆微观组织结构分析.

2.3茶茎秆物理和力学特性研究.

2.4 茶茎秆化学组分分析.

2.5茶茎秆切割特性及关联性研究.

2.6本章小结

第3章仿生对象蟋蟀上颚切齿叶的形态结构研究

3.1蟋蟀的生物学特征

3.2蟋蟀口器宏观形态分析

3.3蟋蟀口器的显微结构观察及能谱分析

3.4本章小结

第4章茶茎秆切割分析与仿生割刀设计

4.1茎秆支撑方式对切割性能的影响分析.

4.2切割方式切割性能的影响分析

4.3割刀刃角切割性能的影响分析.

4.4割刀参数优化

4.5仿生切割设计

4.6本章小结

第5章仿生切割模拟与切割性能试验

5.1仿生割刀有限元分析.

5.2仿生切割有限元模拟.

5.3仿生切割性能试验

5.4本章小结

第6章仿生切割田间性能试验

6.1试验材料

6.2试验方法

6.3单因素切割性能试验结果与分析

6.4 切割性能多因素分析.

6.5本章小结.

第7章结论…

7.1本书的主要工作总结..

7.2本书的创新点

7.3 未来研究工作展望.

参考文献

第1章绪论

1.1研究背景、目的和意义

茶、可可和咖啡是当今世界“三大无酒精饮料”。目前，全世界已有60多个国家和地区种植茶叶，且种植规模有持续上升的趋势。根据国际茶叶委员会（The International TeaCommittee）的统计数据，2018年世界茶园面积约488万hm2，茶叶产量约589.7万t，如表1-1所示。2009-2018年间，茶叶种植面积共增加133万hm2，年均增长率约为3.6%；茶叶产量增加了187.8万t，年均增长率约为4.4%1-3]。中国是全世界茶叶种植面积最广、茶叶产量最多的国家。

据统计，2021年我国茶园面积达32640.6km2，较2020年增加989.33km2，其中，可采摘茶园面积约4374.58万hm2（同比增加1522.67km2），占全球茶叶总种植面积60%以上[4-5]。2021年，我国干毛茶产量306.32多万t（较2020年增加了7.72万t），占全球茶叶总产量50%以上。从茶叶产值来看，2020年我国干毛茶总产值达2626.58亿元，较2019年增加了230.58亿元，同比增长了9.62%。从茶叶消费情况来看，在2020年，我国国内茶叶销量（不含进口茶）已达到220.16万t，同比增长8.69%，茶叶消费水平逐步提高（图1-1）。2013年至今，我国茶叶内销价格呈现先上涨后下降的趋势，2018年价格达到最高点（约为139.30元/kg）。2020年，我国茶叶价格下降至约131.20元/kg。从茶叶销售价格上可知，大众市场以100.00元/kg左右的中档茶和大宗茶为主，而礼品茶、高档茶销售量不大（6-7）。因此，研究中档茶和大宗茶的生产过程对提高我国茶叶的经济效益尤为重要。

……

本书以茶茎秆为研究对象，从茶茎秆的切割特性和微观组织结构入手，研究茶茎秆切割；基于切齿叶外形仿生技术，通过切割图理论确定茶茎秆切割参数；在割刀结构和运动参数基础上借鉴生物体的外形结构，研制仿生割刀；基于有限元分析法，选择合适的本构关系描述茶茎秆材料，并建立仿生割刀模型，进行茶茎秆仿生切割的动态模拟；通过切割性能试验验证仿生割刀解决茶茎秆切割问题的能力。该稿件基本达到齐、清、定，基本达到我社出版要求，可以转入下一程序。