Nghiên cứu một số thông số chính của bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp thu hoạch mía nguyên cây

Nghiên cứu một số thông số chính của bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp thu hoạch mía nguyên cây.Nghiên cứu một số thông số chính của bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp thu hoạch mía nguyên cây.Nghiên cứu một số thông số chính của bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp thu hoạch mía nguyên cây.Nghiên cứu một số thông số chính của bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp thu hoạch mía nguyên cây.Nghiên cứu một số thông số chính của bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp thu hoạch mía nguyên cây.Nghiên cứu một số thông số chính của bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp thu hoạch mía nguyên cây.Nghiên cứu một số thông số chính của bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp thu hoạch mía nguyên cây.Nghiên cứu một số thông số chính của bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp thu hoạch mía nguyên cây.Nghiên cứu một số thông số chính của bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp thu hoạch mía nguyên cây.Nghiên cứu một số thông số chính của bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp thu hoạch mía nguyên cây.Nghiên cứu một số thông số chính của bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp thu hoạch mía nguyên cây.Nghiên cứu một số thông số chính của bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp thu hoạch mía nguyên cây.Nghiên cứu một số thông số chính của bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp thu hoạch mía nguyên cây.Nghiên cứu một số thông số chính của bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp thu hoạch mía nguyên cây.Nghiên cứu một số thông số chính của bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp thu hoạch mía nguyên cây.Nghiên cứu một số thông số chính của bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp thu hoạch mía nguyên cây.Nghiên cứu một số thông số chính của bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp thu hoạch mía nguyên cây.Nghiên cứu một số thông số chính của bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp thu hoạch mía nguyên cây.

Luận án sẽ được bảo vệ tại Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp tại: Trường Đại học Lâm Nghiệp

Vào hồi ……giờ ngày tháng năm 2021

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Thư viện Quốc gia và Thư viện trường Đại học Lâm nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN CƠ ĐIỆN NN VÀ CÔNG NGHỆ STH

–––––––––––***–––––––––––

NGUYỄN ĐỨC THẬT

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ CHÍNH

CỦA BỘ PHẬN TÁCH NGỌN VÀ LÁ ỨNG DỤNG TRÊN MÁY LIÊN HỢP THU HOẠCH MÍA NGUYÊN CÂY

Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí

Mã số: 952 01 03

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Hà Nội, 2023

Luận án được hoàn thành tại: VIỆN CƠ ĐIỆN NÔNG NGHIỆP VÀ CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH

Người hướng dẫn khoa học:

1 TSKH Bạch Quốc Khang

2 PGS TS Lương Văn Vượt

Phản biện 1: PGS.TS Chu Văn Thiện

Phản biện 2: PGS.TS Nông Văn Vìn

Phản biện 3: PGS.TS Nguyễn Đình Tùng

Luận án được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án cấp Viện họp tại Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch

Vào hồi giờ phút, ngày tháng năm 2023

Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia và Thư viện Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch

Hà Nội, 2023

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu

Mía là cây công nghiệp trọng điểm ở Việt Nam, có lượng sinh khối lớn cần phải xử lý khi thu hoạch Niên vụ 2020÷2021 tổng diện tích trồng mía nước ta đạt 165,9 nghìnha, phân bố dàn trải từ Bắc đến Nam, tổng sản lượng mía đạt trên 10,741 triệu tấn Thu hoạch mía (THM) là công đoạn nặng nhọc, chiếm 1820% tổng chi phí sản xuất mía nguyên liệu Ngọn và lá mía

có tỷ lệ đường thấp, cần được loại bỏ trong quá trình thu hoạch, trước khi đưa về nhà máy chế biến

THM để nguyên cây được thực hiện theo hai phương pháp: thu hoạch nhiều giai đoạn và thu hoạch một giai đoạn Phương pháp thu hoạch nhiều giai đoạn có chi phí cao, tốn nhân công, trong tương lai ít sử dụng

Phương pháp THM để nguyên cây một giai đoạn thực hiện liên hoàn các công việc: cắt ngọn, cắt gốc, làm sạch lá, xả mía vào thùng chứa Máy liên hợp THM dạng này có lợi thế về năng suất, kích cỡ máy và qui mô đồng ruộng, đường giao thông, phù hợp với trên 50% diện tích vùng nguyên liệu tại Việt Nam hiện nay và trong tương lai

Khối lượng lá và ngọn mía ảnh hưởng rất lớn đến khả năng làm việc của

bộ phận làm sạch và vận chuyển mía trong máy liên hợp THM, gây ra hiện tượng tắc, kẹt Việc loại bỏ ngọn mía bằng bộ phận cắt ngọn lắp phía trước máy liên hợp THM cho hiệu quả vận hành không cao Do đó cần phải có những nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm góp phần hoàn thiện thiết kế, chế tạo máy liên hợp THM nguyên cây một giai đoạn

Xuất phát từ nhu cầu đó, việc thực hiện đề tài luận án: “Nghiên cứu một

số thông số chính của bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp thu hoạch mía nguyên cây” là nội dung nghiên cứu có tính cấp thiết

phù hợp với yêu cầu của thực tiễn sản xuất

2 Mục tiêu nghiên cứu

Xây dựng được cơ sở khoa học của quá trình bẻ ngọn, tách lá mía; lựa chọn nguyên lý, kết cấu và xác định một số thông số chính của bộ phận công tác ảnh hưởng đến chất lượng mía thu hoạch và chi phí năng lượng riêng, làm cơ sở để thiết kế, chế tạo bộ phận bẻ ngọn, tách lá mía ứng dụng trên máy liên hợp THM nguyên cây một giai đoạn

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là quá trình tách ngọn và lá mía trên máy liên hợp THM nguyên cây một giai đoạn

+ Bỏ qua trường hợp cây mía có thân cong;

+ Bỏ qua hiện tượng cây mía bị trượt trong quá trình được các quả lô của

bộ phận tách ngọn và lá mía kéo đi;

- Giống mía sử dụng nghiên cứu thực nghiệm: Roc 22;

- Không nghiên cứu lại các đặc tính, ảnh hưởng một số yếu tố đầu vào đã

có các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước thực hiện, kế thừa một số thông số: đặc tính cơ, lý của ngọn lá mía, khe hở của lô kẹp, đường kính lô

4 Nội dung nghiên cứu

ND1 Xác định nguyên lý làm việc của bộ phận tách ngọn và lá mía; ND2 Xây dựng mô hình lý thuyết, xác định ảnh hưởng của một số thông

số chính đến hiệu quả của quá trình tách ngọn và lá mía;

ND3 Nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố xác định ảnh hưởng của một

số thông số chính đến quá trình tách ngọn và lá mía

ND4 Nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố và tối ưu hóa quá trình tách

ngọn và lá mía: tỷ lệ tạp chất (), tỷ lệ tổn thất () và chi phí năng lượng riêng (Ne)

- Kết quả nghiên cứu bổ sung cơ sở dữ liệu về máy liên hợp THM và cũng là tài liệu tham khảo hữu ích trong lĩnh vực cơ khí nông nghiệp

5.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Góp phần hoàn thiện thiết kế và chế tạo máy liên hợp THM nguyên cây một giai đoạn

- Kết quả nghiên cứu bước đầu được ứng dụng để hoàn thiện thiết kế

và chế tạo máy liên hợp THM nguyên cây SHC-0,2A, đây là một sản phẩm của dự án sản xuất thử nghiệm độc lập cấp nhà nước mã số DAĐL.CNN.11/15, máy đã được vận hành trong thực tế sản xuất tại Sơn

La (năm 2019)

6 Những đóng góp mới của luận án

- Đề xuất nguyên lý bẻ ngọn mía trong bộ phận tách ngọn và lá trên máy liên hợp THM nguyên cây một giai đoạn

- Xây dựng được mô hình động lực học biến dạng uốn của ngọn mía để khảo sát ảnh hưởng của một số thông số lý thuyết làm cơ sở cho việc thiết

kế, chế tạo bộ phận tách ngọn và lá ứng dụng trên máy liên hợp THM

- Xây dựng được mô hình toán học mô tả chuyển động của thân mía khi

đi ra khỏi bộ phận tách ngọn và lá Kết quả giải bài toán và mô phỏng là cơ

sở để lựa chọn thông số làm việc của bộ phận tách ngọn và lá mía

- Xác định được các phương trình hồi qui thực nghiệm biểu diễn mối quan hệ giữa các thông số đầu vào và các hàm mục tiêu Từ đó tìm chế độ làm việc hợp lý của bộ phận tách ngọn và lá trên máy liên hợp THM nguyên cây một giai đoạn

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Qua nghiên cứu tổng quan trong và ngoài nước, rút ra các kết luận sau:

1 Phương pháp thu hoạch mía bằng máy liên hợp THM nguyên cây một giai đoạn phù hợp với trên 50% diện tích mía nguyên liệu tại Việt Nam Hạn chế lớn nhất của phương pháp này là chất lượng làm việc của khâu tách ngọn và lá mía có hiệu quả chưa cao Do đó cần nghiên cứu hoàn thiện thiết

kế bộ phận tách ngọn và lá mía trong cùng một bộ phận công tác

2 Ngọn mía có chiều dài trung bình 47,11cm; khối lượng ngọn và lá xanh chiếm 16,7%, lá bẹ khô chiếm 3,8% tổng khối lượng cây mía Ứng suất uốn tới hạn ở đốt ngọn trên cùng đạt 9,24 Mpa, tại các vị trí khác của cây mía từ 46,5 MPa đến 55,85 MPa

3 Kết quả nghiên cứu bộ phận bẻ ngọn mía theo nguyên lý biến dạng toàn bộ để ứng dụng trên máy liên hợp THM nguyên cây đã công bố cho thấy tỷ lệ ngọn chưa gãy ở mức cao, lên tới 15%; tốc độ vòng quay của lô cấp liệu là 305vg/ph; lô bẻ ngọn là 520vg/ph

4 Kết quả nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước về quá trình tách lá mía đã chỉ ra một số thông số phù hợp: sử dụng cáp thép làm răng bóc; chiều dài răng bóc 98125mm; tốc độ vòng quay của lô bóc 8731000vg/ph; tốc độ vòng quay của lô cấp liệu 267305vg/ph tương đương với vận tốc cấp từ 35m/s Tuy nhiên chưa có công trình nghiên cứu đồng thời tách lá và bẻ ngọn

1.2 Đề xuất nguyên lý bộ phận bẻ ngọn mía

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu tổng quan, Luận án đề xuất sơ đồ nguyên

lý bộ phận bẻ ngọn như trên hình 1.1

a) b)

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý bộ phận bẻ ngọn

1 Cây mía còn nguyên ngọn; 2 Cặp lô kẹp giữ; 3 lô bẻ ngọn

Nguyên lý làm việc của bộ phận bẻ ngọn mía như sau:

- Khi cây mía được cấp vào bộ phận tách ngọn và lá mía, do vận tốc lô tách lá và lô bẻ ngọn cao hơn nhiều vận tốc của lô kẹp, lá bị lôi về phía gốc mía và kéo giật ra khỏi thân cây

- Các lá mía khô, lá mía già sẽ bị bóc khỏi thân trước tiên Các lá mía non ở phần ngọn chỉ bị tách ra sau khi răng bóc phá vỡ liên kết của bẹ lá với

1

2

3

thân vì thế phần lá non ở ngọn rất khó có thể tách ra khỏi ngọn mía

- Do vận tốc của lô tách lá lớn hơn nhiều so với vận tốc của lô kẹp nên các lá non phần ngọn sẽ bị đẩy ngược lại phía gốc Một số lá non sẽ bị răng bóc cuốn theo lô Tùy thuộc vào xác suất lá có thể bị kéo lên phía trên hoặc phía dưới Đồng thời với lá, ngọn mía cũng bị kéo theo (hình 1.1a) Quá trình bẻ ngọn có thể xảy ra ngay lúc này khi ngọn mía bị kẹp cứng bởi lô kẹp như một khớp ngàm và lực kéo của răng bóc với lá mía đủ lớn để bẻ gãy ngọn mía

- Trong trường hợp lực kéo lá mía không đủ lớn, ngọn mía có xu hướng uốn cong vượt vào vùng va đập của đỉnh thanh bắt răng bóc Lúc này đỉnh của thanh bắt răng bóc sẽ tác động trực tiếp lên ngọn mía gây ra biến dạng uốn (hình 1.1b) và làm gãy ngọn mía

Theo nguyên lý làm việc của bộ phận bẻ ngọn ở trên, chúng ta thấy, để tạo điều kiện thuận lợi cho việc bẻ được ngọn mía thì phải làm sạch toàn bộ

lá trên thân mía từ dóng ngọn trở xuống Do đó phải nghiên cứu đồng thời quá trình tách lá và bẻ ngọn Như vậy bộ phận tách ngọn và lá mía sẽ gồm

2 mô đun: mô đun tách lá và mô đun bẻ ngọn

1.3 Định hướng nhiệm vụ nghiên cứu tiếp theo

Trên cơ sở nghiên cứu tổng quan về tách ngọn và lá mía, luận án đã xác định về cơ bản nguyên lý làm việc của bộ phận tách ngọn và lá mía sẽ được nghiên cứu để ứng dụng trên máy liên hợp THM nguyên cây một giai đoạn Nhiệm vụ nghiên cứu tiếp theo luận án cần quan tâm giải quyết bao gồm: khảo sát quá trình tách lá mía khi cây mía còn nguyên ngọn; khảo sát động học, động lực học quá trình bẻ ngọn mía; nghiên cứu thực nghiệm để xác định một số thông số tối ưu của bộ phận tách ngọn, lá mía

Chương 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Áp dụng nguyên lý D’Alembert để lập các phương trình cân bằng động lực học của phân tố ngọn mía và thân cây mía trong hệ tọa độ Đề các, hệ tọa

độ cực Sử dụng các chương trình máy tính để giải các hệ phương trình vi phân đã lập, mô phỏng và khảo sát ảnh hưởng của một số thông số

2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

2.2.1 Phương pháp nghiên cứ u th ự c nghi ệm đơn yế u t ố

Luận án sử dụng phương pháp thực nghiệm đơn yếu tố để nhận diện sơ

bộ quy luật tương tác và mức độ ảnh hưởng của từng thông số đến các chỉ tiêu, làm cơ sở để xác định khoảng nghiên cứu, khoảng biến thiên, mức biến thiên thích hợp Trong nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố cần cố định các yếu tố khác, chỉ thay đổi một yếu tố đầu vào để xác định ảnh hưởng của nó đến chỉ tiêu đầu ra Khoảng biến thiên và mức cơ sở được xác định qua kết quả nghiên cứu lý thuyết và qua các thí nghiệm thăm dò trên mô hình nghiên cứu, mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần

Áp dụng chương trình Table curve để xử lý kết quả tính toán Kiểm tra mức ý nghĩa của hệ số hồi quy theo tiêu chuẩn Student Áp dụng tiêu chuẩn Fisher để kiểm tra tính tương thích của mô hình toán Ảnh hưởng của các yếu tố vào đối với các chỉ tiêu được trình bày dưới dạng đồ thị Tiến hành đánh giá, phân tích mức độ ảnh hưởng của từng yếu tố tới hàm chỉ tiêu trên

cơ sở phương trình thực nghiệm và đồ thị cho phép để đưa vào thực nghiệm

đa yếu tố

2.2 2 Phương pháp quy hoạ ch th ự c nghi ệm đa yế u t ố

Căn cứ vào nhiệm vụ nghiên cứu đã đặt ra trong chương 1 của luận án, mục tiêu nghiên cứu thực nghiệm là nhằm xác định ảnh hưởng của một số thông số chính tới các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả làm việc của bộ phận tách ngọn và lá mía trên máy liên hợp THM nguyên cây một giai đoạn: tỷ lệ tạp chất, tỷ lệ tổn thất, chi phí năng lượng riêng Nghiên cứu thực nghiệm sẽ xác định chế độ tối ưu của bộ phận tách ngọn và lá mía Mô hình nghiên cứu được thể hiện trên hình 2.1

Hình 2.1 Sơ đồ mô hình nghiên cứu

VÀ LÁ MÍA

X 2

Y 2

Căn cứ vào sơ đồ mô hình nghiên cứu trên hình 2.1, Luận án chọn phương

án quy hoạch thực nghiệm bậc 2 hợp thành dạng Bn theo chuẩn D tối ưu vì

nó có ưu điểm: Xây dựng đơn giản, các thông số biến đổi ở 3 mức, giá trị định thức lớn nên sai số thấp, số thí nghiệm nhỏ (Ntt = 2n + 2n = 24) Với ba mức biến đổi thông số vào, cho phép thực hiện nhanh, gọn toàn bộ kế hoạch thực nghiệm trong khoảng thời gian ngắn nhất Mô hình hồi qui được xác định thông qua chương trình Matlab

2.2 3 Phương pháp tối ưu hóa hàm mụ c tiêu

Luận án sử dụng phương pháp giải bài toán thương lượng tìm cực trị có điều kiện để xác định các thông số tối ưu của bộ phận tách ngọn và lá mía

2.3 Phương pháp thu thập thông tin

Luận án sử dụng phương pháp thu thập thông tin qua nguồn thứ cấp và

sơ cấp để có được thông tin về tình hình sản xuất mía trên thế giới, Việt Nam và kết quả nghiên cứu trong lĩnh vực có liên quan

Chương 3 NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH

MỘT SỐ THÔNG SỐ CỦA BỘ PHẬN TÁCH NGỌN VÀ LÁ MÍA 3.1 Quá trình tách lá mía bằng răng bóc

Quá trình tách lá mía bằng răng bóc được mô tả trên hình 3.1

- Chiều dài quét của răng bóc trên

thân cây mía được xác định như sau:

Trong đó:

: Chiều dài quét của răng bóc (m);

R1: bán kính đỉnh răng bóc (m);

k: Tỷ số chiều cao đặt lô bóc;

: Chỉ số động học Hình 3.1 Quá trình tách lá ra khỏi thân cây mía

1 Lô bóc; 2 Răng bóc; 3 Cây mía

- Hệ số quét lặp của răng bóc được xác định theo công thức:

= √1 − +2.Z − (3.2)

Trong đó:

(3.1)

: Hệ số quét lặp;

Z: Số hàng răng bóc trên chu vi đường kính của lô;

: Chỉ số động học;

k: Tỷ số chiều cao đặt lô bóc;

Điều kiện để tách được lá mía ra khỏi thân cây:

- Chiều dài quét trên thân mía của một răng bóc phải luôn lớn hơn hoặc bằng chiều dài của một dóng mía, 100180mm;

- Tần suất quét trung bình, hệ số quét lặp trung bình phải đủ lớn;

- Lực tác động của đầu răng vào thân mía phải đủ lớn để chọc thủng bẹ nhưng không được làm tổn thương thân cây mía

Với các điều kiện trên, chúng ta tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố động học đến quá trình tách lá mía bằng răng bóc

3.2 Ảnh hưởng của các yếu tố động học đến quá trình tách lá mía bằng răng bóc

3.2.1 Ảnh hưởng của tỷ số chiều cao đặt lô bóc và chỉ số động học

đến chiều dài quét

Mối quan hệ giữa chiều dài quét của răng bóc và tỷ số chiều cao đặt lô ở từng chỉ số động học được thể hiện trên hình 3.2

Theo hình 3.2, khi tỷ số chiều cao đặt lô (k) tăng thì chiều dài quét giảm Với các giá trị khác

nhau của chỉ số động

học () thì mức độ

biến thiên của chiều

dài quét theo tỷ số

chiều cao đặt lô là

quét càng nhanh khi tỷ số chiều cao đặt lô tăng dần ứng với chỉ số động học tăng dần Để đảm bảo chiều dài quét luôn > 100mm thì tỷ số chiều cao đặt

Hình 3.3 Ảnh hưởng của tỷ số chiều cao đặt lô bóc đến hệ số quét lặp

Theo hình 3.3, khi tỷ số chiều cao đặt lô bóc càng tăng thì hệ số quét lặp giảm Ở mức chỉ số động học nhỏ (=3), đồ thị gần như đi ngang Điều đó

có nghĩa là tỷ số chiều cao đặt lô bóc có thay đổi nhưng hệ số quét lặp thay đổi không nhiều Khi chỉ số động học  ≥3,5, đồ thị có độ dốc lớn hơn Khi

đó tỷ số chiều cao đặt lô tăng thì hệ số quét lặp giảm nhanh

3.3 Nghiên cứu động lực học quá trình bẻ ngọn

Từ nguyên lý làm việc của bộ phận bẻ ngọn đề xuất ở hình 1.1, tiến hành xây dựng mô hình động lực học quá trình bẻ ngọn mía

3.3.1 Các giả thiết khi xây dựng mô hình

- Biến dạng kéo ngọn mía theo chiều dọc trục so với biến dạng do mô men uốn là rất bé và có thể bỏ qua

- Lực tác động của đỉnh thanh bắt răng bẻ ngọn lên ngọn mía vuông góc với đường trung bình của ngọn mía

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

k

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0



, , , , , , , , ,

, ,

, ,

, ,

- Ngọn mía có đường kính không đổi và có mô đun đàn hồi không đổi trên toàn chiều dài đoạn đang xét

- Trong mô hình nghiên cứu không xét đến ảnh hưởng của mô men xoắn cây mía do bán kính cây mía nhỏ

- Các lực tác dụng lên ngọn mía theo hướng dọc trục bản thân và vuông góc với đường trung hòa của thân cây mía do đó ngọn mía chỉ chịu biến dạng uốn và kéo trong quá trình làm việc

Như vậy mô hình

biến dạng của cây

mía là mô hình uốn

ngang phẳng Các

lực tác dụng lên

ngọn mía được mô tả

trên hình 3.4

Hình 3.4 Sơ đồ lực tác dụng lên ngọn mía

3.3.2 Mô hình biến dạng của ngọn mía

Trên đường đàn hồi của ngọn mía xét một phân tố ngọn mía có chiều dài cung ds (hình 3.5) có chuyển vị góc d với khối lượng = 

Trong đó: A – diện tích mặt cắt của phân tố (m2);

 – Khối lượng riêng của phân tố ngọn mía (kg/m3)

Hình 3.5 Mô hình động lực học phân tố ngọn mía

N+dN

 d

Lập hệ phương trình cân bằng lực theo các phương x, y và mô men ta có

- Phương trình cân bằng lực theo phương x ta có:

Từ các phương trình trên, qua biến đổi ta được hệ phương trình vi phân

mô tả biến dạng uốn của ngọn mía như sau:

3.3.3 Điều kiện bẻ gãy ngọn mía

Ứng suất do uốn phân bố đối xứng so với tâm của tiết diện cây mía Giá trị tuyệt đối của ứng suất phía trên, phía dưới được tính theo công thức: Giá trị tuyệt đối của ứng suất mặt trên và mặt dưới

| | = − 4 (3.8)