Классификация стебля злаковой колосовой культуры как объекта механики твердого деформируемого тела
Classification of the cereal crop stem as an object of mechanics of a rigid deformable body

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

СТЕБЕЛЬ, СТРОЕНИЕ СТЕБЛЯ, СИЛА, ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ, НЕЛИНЕЙНОЕ ДЕФОРМИРОВАНИЕ, УРАВНЕНИЯ РАВНОВЕСИЯ, МЕХАНИКА ГИБКИХ СТЕРЖНЕЙ, STEM, STEM STRUCTURE, FORCE, DEFORMED STATE, NONLINEAR DEFORMATION, EQUILIBRIUM EQUATIONS, MECHANICS OF FLEXIBLE RODS

АННОТАЦИЯ

Авторы: Гутров Михаил Александрович

Выполнен обзор качественной информации о физико-механических свойствах стебля злаковой культуры, а также основных особенностях морфологии и анатомии растения, влияющих на его деформирование под действием внешней нагрузки. Указаны количественные сведения о геометрических параметрах, конструкционных физико-механических свойствах стебля растения. Приведено описание, фотографии, иллюстрирующие поведение стебля злаковой культуры под действием одной сосредоточенной силы. В общем случае, как объект механики твердого деформируемого тела, стебель злаковой колосовой культуры является анизотропным геометрически нелинейно деформируемым телом. Показано, что в силу малости размеров поперечного сечения стебля в сравнении с его длиной анизотропию свойств материала стебля можно не учитывать, а в дальнейшем рассчитывать стебель как конструктивно изотропный объект цилиндрической формы с постоянной жесткостью на изгиб. Приведено описание математической модели растения: сформулированы основные гипотезы и допущения, записаны уравнения равновесия малого элемента гибкого стержня для случая пространственной внешней нагрузки на стебель. Сделаны выводы о возможности решения дифференциальных уравнений механики твердого деформируемого тела применительно к рассматриваемой задаче механики сельскохозяйственных машин и технологических процессов.

Abstract:

NAME: Classification of the cereal crop stem as an object of mechanics of a rigid deformable body
AUTOR: Gutrov Mikhail Aleksandrovich

A review of the qualitative information on the physicomechanical properties of the cereal crop stem, as well as the main features of the morphology and anatomy of the plant, affecting its deformation under the influence of some external load is carried out. The guantitative information on the geometrical parameters, structural physicomechanical properties of the plant stem are indicated. A description is given, with the photographs illustrating the behavior of the cereal crop stem under the action of one concentrated force being presented. Generally, as an object of the mechanics of a rigid deformable body, the cereal crop stem is an anisotropic geometrically non-linearly deformable body. It is shown that, due to the smallness of the cross section of the stem in comparison with its length, the anisotropy of the properties of the stem material can be ignored, with later the stem being treated as a constructively isotropic cylindrical object with constant bending rigidity. The mathematical model of the plant is described: the main hypotheses and assumptions are formulated, the equilibrium equations of the small element of the flexible rod being given for the case of a spatial external load on the stem. Conclusions concerning the possibility of solving the differential equations of the mechanics of a rigid deformable body as applied to the considered problem of mechanics of agricultural machines and technological processes are drawn.