茭白压缩力学特性试验研究

王洪昌; 夏经久; 董昭; 刘李乐; 王涛; 张国忠

doi:10.13300/j.cnki.hnlkxb.2025.04.027

华中农业大学学报 ›› 2025, Vol. 44 ›› Issue (04) : 280 -287. DOI: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2025.04.027

茭白压缩力学特性试验研究

王洪昌, 夏经久, 董昭, 刘李乐, 王涛, 张国忠

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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。