不同含水率下温185核桃仁力学特性试验研究

为了减少核桃在破壳过程中的机械损伤,降低碎仁率,提高核桃破壳质量和经济附加值,对核桃仁的力学特性进行研究。以温185核桃为研究对象,对其分别进行0 h、1 h、2 h、3 h、5 h、8 h、12 h的干燥处理,通过手工去壳后对完整核桃仁分别从横向、缝向、纵向进行压缩力学特性试验,研究不同含水率下核桃仁的受载及变形规律。运用MATLAB和SPSS软件进行数据处理,并建立相关数学模型。结果表明:核桃含水率在干燥8 h后趋于稳定;在加载变形量12 mm、加载速度60 mm/min、起始加载力0.5 N的加载条件下,核桃仁在横向上的受载和抗变形能力最强,其韧性较好不易破碎,所承受的加载力和变形量随含水率的减少总体呈现先增加后减少的趋势,最大加载力为175.5 N,最大变形量为11.78 mm。     

典型花生种子脱壳特性试验及有限元仿真研究

为研究花生种子机械脱壳变形和等效应力变化规律,改进脱壳装备设计,以辽宁地区主栽品种花育23和鲁花1号花生种子为研究对象,以破壳力和变形量为试验指标,加载速度、含水率、加载方式和品种为影响因素,对花生种子作单因素试验分析,建立花生壳和花生仁有限元模型,采用ANSYS软件对其静力学仿真。结果表明,加载速度、含水率、加载方式和品种对破壳力均影响显著(P0.05);加载速度增加25%,破壳力和变形量下降7.54%及2.11%;含水率增加6.6%,破壳力和变形量上升19.7%及8.5%。花生壳不同加载方式有限元仿真最大变形量分别为2.34、3.23和3.86 mm,变形量与压缩载荷之间存在非线性关系,花生仁最大变形量约为花生壳的32%,试验结果与有限元仿真相近。研究为优化花生种子脱壳设备关键部件设计,降低脱壳破损提供参考。     

温185核桃破壳取仁工艺试验研究

[目的]研究薄皮核桃破壳取仁工艺,提高高路仁得率。[方法]以温185薄皮核桃为研究对象,研究核桃含水率、破壳加载速度以及加载位置对破壳后整仁、一路仁和二路仁的影响规律,在前期单因素试验结果的基础上,采用二次旋转组合试验方法设计试验,用SAS、matlab软件处理数据,建立相关数学模型。[结果]试验表明,在试验参数范围内,核桃含水率、加载速度和加载位置对高路仁的得率影响显著;当加载变形量12 mm、核桃含水率8%,加载速度为300.15 mm/min和C向加载条件下,整仁得率最高可达60.28%。[结论]该试验所建数学模型对温185核桃破壳取仁工艺具有重要的参考作用,可为实际生产中提高高路仁得率提供参考依据。     

鲜莲子剪切力学特性研究

测定了鲜莲子的剪切力学特性,为鲜莲子去壳机的研制提供重要依据。结果表明：鲜莲子大小等级对剪切破裂力和变形量没有显著影响;含水率对鲜莲子剪切破裂力和变形量有极显著的影响,并呈负相关,在试验的含水率范围内剪切破裂力在9.5~63.6 N 范围内变化,变形量在2.31~6.22 mm 范围内变化;莲子放置时间对剪切破裂力有显著影响,对变形量有极显著影响,并呈正相关,在试验的放置时间范围,剪切破裂时的变形量在2.06~5.67 mm范围内变化;刀具角度对剪切破裂力和变形量有极显著的影响,并呈现正相关性,当刀具角度为90°时剪切破裂力最大、达50.1 N,当刀具角度为60°时剪切力最小、为14.6 N。     

马铃薯整茎压缩力学特性研究

【目的】分析马铃薯的整茎压缩力学特性,降低收获作业时收获机具对马铃薯的机械损伤。【方法】在5种不同加载速率(15,25,35,45,55mm/min)和3个不同加载方向(x向:马铃薯块茎的脐部与顶点连线方向;y向:块茎径向截面的短轴方向;z向:块茎径向截面的长轴方向)下,对2种含水率56.8%左右且在甘肃种植面积较广的马铃薯(新大坪和陇薯3号)进行整茎压缩试验,测定马铃薯的压缩破裂力和变形量,并对其进行显著性和差异性比较。【结果】显著性分析表明:加载方向对破裂力影响显著,加载速率对破裂力影响极显著,品种对马铃薯压缩变形量影响显著;差异性分析显示:加载方向对破裂力影响不显著,但z向加载对马铃薯压缩变形量影响较大;15,25和35mm/min的加载速率对破裂力均有显著影响,当加载速率为45和55mm/min时,二者对破裂力影响的显著性表现一致;品种的差异性对压缩变形量有显著影响。【结论】马铃薯整茎压缩试验结果为甘肃产马铃薯的收获、贮藏、运输及加工装备的设计研究提供了必要的力学参数。     

鲜莲子剪切力学特性研究

测定了鲜莲子的剪切力学特性,为鲜莲子去壳机的研制提供重要依据.结果表明:鲜莲子大小等级对剪切破裂力和变形量没有显著影响;含水率对鲜莲子剪切破裂力和变形量有极显著的影响,并呈负相关,在试验的含水率范围内剪切破裂力在9.5～63.6 N范围内变化,变形量在2.31～6.22 mm范围内变化;莲子放置时间对剪切破裂力有显著影响,对变形量有极显著影响,并呈正相关,在试验的放置时间范围内,剪切破裂时的变形量在2.06～5.67 mm范围内变化;刀具角度对剪切破裂力和变形量有极显著的影响,并呈现正相关性,当刀具角度为90°时剪切破裂力最大、达50.1 N,当刀具角度为60°时剪切力最小、为14.6 N.     

麻风果种子力学特性的试验

为了研究麻风果种子的力学特性,进行了单因素试验和三因素三水平正交试验,以含水率、加载速度、加载方向为试验因素,以破壳力、破壳变形量、破壳能耗为响应指标.结果表明:沿y方向加载时各力学特性指标最小;由单因素试验得出了含水率、加载速度、加载方向对各试验指标的影响规律;通过正交试验和方差分析得出了影响麻风果种子综合破壳效果的主次因素依次为加载方向、加载速度、含水率.两组最佳破壳组合为:含水率7.11%、加载速度20mm/min、加载方向y方向或者含水率23.69%、加载速度5mm/min、加载方向y方向.     

蓖麻蒴果力学特性试验及仿真研究

为探究蓖麻蒴果破壳力变化规律及破裂机理,以1987品种、通蓖7号、通蓖9号及通蓖11号为研究对象,首先计算其球度,并采用WDW-2型微机电子万能试验机进行准静压力学特性试验,测得4个含水率下的蓖麻蒴果在顶部加载及中部加载下的破壳力,并根据试验结果将破壳过程分为达到破壳力、外种皮破裂及籽粒破损三个阶段。试验结果表明:品种对球度无显著影响;品种对破壳力有显著影响,1987品种蒴果破壳力最小,通蓖7号及通蓖11号次之,通蓖9号最大;含水率对破壳力有极显著影响,破壳力与含水率呈二次曲线关系;加载方式对破壳力有显著影响。其次将蓖麻蒴果视为球体,计算其在51.26N的作用下球心应力为0.80MPa。最后以通蓖11号蒴果为例,对破壳各阶段进行有限元分析。结果表明:顶部加载下达到破壳力时室与室结合破坏,在内侧形成缺口,外种皮破裂时裂纹在缺口处延伸,单室蒴果在法向最大轴线处种皮破裂,籽粒破损时籽粒裂纹在法向最大轴线处形成;中部加载下达到破壳力时,外种皮破裂阶段与顶部加载相同,籽粒破损阶段裂纹出现在切向最大轴线处。仿真分析得到的裂纹与试验结果一致,中心点处应力计算值与仿真结果比值为1.17。研究结果可为蓖麻蒴果脱壳机关键部件的设计提供参考。     

鸡蛋表观接触弹性模量的测定

利用TA-XT2i质地分析仪对26个鸡蛋样品进行了平板探头压缩试验,测定了加载载荷与对应变形量的关系.运用SPSS软件对试验数据进行了分析处理,得到鸡蛋的表观接触弹性模量为1 034.75 MPa,26个样品的表观弹性模量值基本一致,其标准偏差为68.94 MPa.通过对鸡蛋试样的力与变形量曲线分析,发现鸡蛋蛋壳在压缩过程中无屈服现象.在破裂点之前,力与变形量基本成线性关系.鸡蛋样品蛋壳破裂处的平均载荷为40.37 N,标准偏差为7.4 N,平均变形量为0.39 mm,标准偏差为0.06 mm.     

油茶鲜果静压力学特性试验

为探究油茶鲜果及油茶籽的压缩力学特性,选用含水率在55.9%～62.5%之间的油茶鲜果为研究对象,采用MTSE 45电子式万能材料试验机对油茶鲜果进行静压破碎试验。试验进行前,通过预试验确定了合理的加载速率,即加载速率在10～50mm·min^-1之间比较合理,然后将油茶鲜果按直径大小进行分组,分为大组、中组和小组,在加载速率为20mm·min^-1下分别进行了静压破碎试验;选用直径25～30mm的中等大小油茶鲜果在加载速率为20mm·min^-1下进行了横向加载与纵向加载的静压破碎试验;选取直径30～35mm中等尺寸油茶鲜果,将其分为5组,使用加载速率为10,20,30,40,50mm·min^-1进行静压破碎试验;并分析了加载速率、直径大小、加压方式对油茶果破壳力峰值的影响。结果表明:加载速率对油茶果破壳力的影响不显著;横向加载所需最大破壳力均值为328.87N,纵向加载所需破壳力均值为302.96N,且横向加载时破壳力的平均峰值高于纵向加载;油茶果的直径与破壳力有直接关系,油茶果的直径越大,所需破壳力...     

苹果压缩特性的研究

通过苹果的压缩试验,测定和分析了其力－变形曲线的特性。结果表明,压缩时的加载速率与压头型式影响生物屈服力、破裂力与变形量的大小;在一定条件和范围内,苹果硬度与压缩曲线初始区段的斜率线性显著相关,且苹果的机械损伤与其变形量有关。     

苹果压缩特性的研究

通过苹果的压缩试验,测定和分析了其力－变形曲线的特性。结果表明,压缩时的加载速率与压头型式影响生物屈服力,破裂力与变形量的大小;在一定条件和范围内,苹果硬度与压缩曲线初始区段的斜率线性显著相关,且苹果的机械损伤与其变形量有关。     

南方冬种马铃薯压缩力学特性与理化指标相关性研究

研究以‘大西洋’和‘粤引85-38’(Solanum tuberosum L.)2种南方冬种马铃薯为研究对象,运用DW-100型电子万能试验机,沿3个不同方向在5种不同速率对马铃薯整茎进行压缩试验,分析品种、加载方向和加载速率对马铃薯压缩破裂时破裂力、变形量及破坏能的影响,并对马铃薯压缩特性参数与淀粉含量之间的相关性进行了研究。结果表明:品种和加载方向对破裂力和变形量影响极显著,其中与破裂力呈极显著正相关,与压缩变形量呈极显著负相关;加载速度对破裂力、变形量无显著影响;淀粉含量与压缩变形量呈极显著正相关,淀粉含量越高,压缩时破裂点变形量越大。     

不同加载速度下脆熟期枣的压缩力学特性

为减小新鲜灰枣和冬枣在采摘和运输过程中的机械损伤,对南疆脆熟期的灰枣和冬枣进行不同加载速度下的水平和竖直压缩试验,并运用SPSS和Matlab软件对试验数据进行处理。结果表明,加载速度对脆熟期灰枣和冬枣的水平和竖直压缩破裂力有显著影响(P0.05),灰枣受水平压缩时,压缩破裂力随加载速度变化幅度较小,竖直压缩时,压缩破裂力与加载速度呈负相关关系;冬枣受水平和竖直压缩时,压缩破裂力均随加载速度的增大先增大后减小;在相同加载速度条件下,脆熟期灰枣和冬枣受水平与竖直压缩的压力-变形曲线的变化趋势相似,均没有明显的生物屈服点,但破裂力和破裂变形在数值上均有明显差异,表明其力学性能具有各向异性;在各种加载速度条件下,脆熟期灰枣、冬枣受竖直压缩破裂时的应变能比受水平压缩时的对应值大,脆熟期灰枣、冬枣受水平压缩破裂的最小应变能分别为108.49、166.88 m J,受竖直压缩破裂的最小应变能分别为229.38、371.12 mJ,表明2种枣在竖直方向的抗压缩力学性能优于水平方向的抗压缩力学性能。     

含水率对西瓜籽性能影响的试验研究

含水率是影响西瓜籽性能的重要参数,通过试验获得在不同含水率(0.50%、3.80%、8.79%、13.54%、19.90%、29.60%、41.71%)下西瓜籽的破壳力与压缩变形的关系曲线,并分析不同含水率对西瓜籽各性能参数的影响.结果表明:西瓜籽的临界破壳力、临界压缩变形、抗压强度、单位变形、破壳能随着含水率的增加先升后降,西瓜籽的弹性模量随含水率的增加先降后升.     

油茶果破壳力学特性试验研究

为探明油茶果如何破壳,找到油茶果不同物理特性以及不同加载条件下破壳力的变化情况,为油茶果脱壳加工工艺提供理论依据,进行了准静态压缩试验,对影响油茶果破壳力的因素加载方向、加载速率、油茶果含水率以及油茶果直径等进行了分析。结果表明:沿茶果根顶连线方向加载最省力;加载速率、油茶果含水率和直径大小对破壳力的影响极为显著,破壳力随加载速率的增加先升高后降低,随含水率和直径的增加而升高。加载速率x1与破壳力y的函数关系式为:y=-0.07x21+9.73x1+422.62,油茶果含水率x2与破壳力y之间的函数关系为:y=0.12x22+0.89x2+46.9。     

荔枝整果压缩力学特性试验

为减少机械损伤,水果采摘机械的设计与控制需充分考虑水果整体力学特性。对荔枝整果进行压缩试验,分析研究荔枝在压缩载荷下的变形规律和重复加载时其刚度的变化,根据Hertz接触理论求得整体荔枝压缩时弹性模量与变形量的关系曲线,通过对试验曲线的拟合求得荔枝刚度与变形的二次关系式。试验范围内得到的荔枝果壳破裂力为30～40N,其受载时趋于稳定的刚度值为6.3954×103N/m。该研究为采摘机械的设计、减少采摘损伤控制最小的载荷提供了参考依据。     

松籽壳体工程特性参数的测试与强度对破壳的影响规律

本文对松籽壳体的5个工程特性参数进行了测试;对6种不同含水率的松籽进行了沿宽度方向加载的压缩破坏试验。结果表明,破壳力随着含水率的增加而降低,壳体变形没有显著变化;对测试数据进行非线性回归分析,找出了含水率对破壳力的影响规律。本文结论可为坚壳果脱壳机具的设计提供技术参考。     

花生冲击脱壳的力学特性试验

为深入分析不同花生脱壳方式的脱壳机理和研究冲击式花生脱壳力学特性,在微机控制的跌落式冲击试验台上,对不同品种、几何尺寸、受力位置、含水率的带壳花生进行了冲击试验,测得了花生破壳力大小.结果表明:含水率、受力位置、品种对花生壳破裂力的影响极显著,几何尺寸对花生壳破裂力影响不显著.含水率6.8%的花生荚果的破壳力最小,约35.02N;立放最小,约36.03N;花育23的破壳力最小,约39.79N.     

猕猴桃压缩力学行为及蠕变特性的试验研究

为研究猕猴桃压缩力学行为,对其进行了压缩试验,得到了力-变形曲线,分析了压缩过程中的变形行为。结果表明,不同的加载速率影响破裂栽荷的大小和变形特征;随着加载速率的增加,破裂载荷有所增大;在力～变形曲线上有明显的锯齿流变现象,锯齿频率和应力变化幅度受应变率的影响。同时通过压缩试验对猕猴桃的蠕变行为进行了分析,给出了蠕变一时间曲线。该研究可为猕猴桃的运输、加工、贮藏等提供重要的力学参数。