甘薯块根物理机械特性试验研究

摘要

甘薯机械化生产机具大多数参考马铃薯生产机具研制,缺乏理论设计和分析依据。为了给甘薯收获、运输、分选机械的设计和优化提供相关理论参数及分析依据,探究成熟期甘薯块根不同方向、不同部位的压缩物理机械特性,为高性能机具研制奠定基础。以辽宁地区广泛种植的烟薯25品种为研究对象,测定成熟期块根含水率及密度,确定试验块根的基本物理参数;利用INSTORN5944型电子万能试验机进行块根轴向、径向以及不同部位压缩力学特性试验,得出破裂力随加载速度变化趋势,分析不同压缩方向和不同部位薯块的弹性模量、泊松比以及剪切模量,确定甘薯材料特性。结果表明:成熟期烟薯25含水率为79.64%,密度为1 028 kg·m^-3;不同压缩方向上薯块的弹性模量、泊松比及剪切模量差异不显著,甘薯为各向同性材料;不同部位薯块弹性模量、泊松比及剪切模量差异不显著,甘薯为均质材料;甘薯弹性模量为3.22～4.19 MPa,泊松比为0.28～0.40,剪切模量为1.26～1.50 MPa。研究结果对甘薯生产机械化机具设计及后续仿真分析模型的建立具有重要意义。

关键词

甘薯 / 物理机械特性 / 压缩力学特性