茭白压缩力学特性试验研究

摘要

针对茭白(Zizania latifolia)加工、收获等机械装备设计与仿真分析时缺乏理论依据的问题，对茭白物料特性开展研究。利用质构仪对茭白进行静载压缩试验，获得不同压缩方向、压缩速率下茭白刚度、破损强度和弹性模量，利用扫描电子显微镜(SEM)获得茭白微结构，分析不同压缩方向下茭白力学特性差异性的内在机制。结果显示：茭白为各向异性材料，茭白X、Y、Z轴方向上的平均刚度分别为37.88、36.66、50.82 N/mm；平均破损强度分别为0.74、0.72、0.88 MPa；平均弹性模量分别为1.73、1.61、2.33 MPa；压缩方向对茭白刚度、弹性模量和破损强度的影响极显著(P<0.001)，在30～70 mm/min压缩速率范围内压缩速率对刚度、弹性模量和破损强度的影响不显著(P>0.05)；其X和Y轴方向的微结构特征相似且与Z轴方向差异较大，沿X和Y轴方向分布有孔隙，是导致这两个方向上压缩力学特性参数值偏小的原因。

关键词

茭白 / 弹性模量 / 破损强度 / 压缩方向 / 压缩速率