玉米种子内部机械裂纹扩展过程研究.pdfVIP

第35卷第2期 中国农机化学报 V01．35No．2 2014年3月 ofChinese Mechanization Mar．2014 Journal Agricultural DOh 10．13733／j．jcam．issn．2095-5553．2014．02．030 玉米种子内部机械裂纹扩展过程研究水 张新伟，．高连兴z 摘要：为研究脱粒过程中玉米种子内部机械裂纹的扩展过程，设计玉米种子专用脱粒机，本文在给出玉米种子内部产生的机 械裂纹脆性断裂扩展的8种分形扩展模型的同时，对所给模型进行了基于能量平衡理论和分形几何理论的动力学分析。结果发 现：脱粒过程中玉米种子内部产生的机械裂纹通过淀粉颗粒，玉米种子内部机械裂纹的扩展路径走向、不规则性与其分形效应 程度有关：脱粒过程中，玉米种子内部产生的机械裂纹发生沿淀粉颗粒边缘和过淀粉颗粒耦合脆性断裂扩展的可能性最大，其 次为沿淀粉颗粒边缘脆性断裂扩展．接下来为过淀粉颗粒脆性断裂，发生分叉脆性断裂扩展的可能性最小。 关键词：玉米种子；内部机械裂纹；分形几何理论 中图分类号：$513：$226．1文献标识码：A 文章编号：2095—5553(2014)02—0123—06 张新伟，高连兴．玉米种子内部机械裂纹扩展过程研究【J]．中国农机化学报，2014，35(9：123—127，131 Xinwei，Gao ofmechanicalcracksextensioninCOrn ofChinese Zhang Lianxing．Research process seed[J]．JournalAgricultural Mechanization，2014，35(2)：123-127，131 机械裂纹的扩展过程方面的研究仍存在不足。本文把 0引言 脱粒过程中玉米种子内部机械裂纹的生成过程看成是 玉米种子内部机械裂纹严重影响其发芽、幼苗的 其结构内部微小缺陷承受脱粒部件的应力集中效应而 后期发育【M。关于谷物机械裂纹问题已引起学者高 扩展的过程．考虑到脱粒过程中产生的不同类型的机 度重视并取得了一定成果：李晓峰等对玉米种子内部 械裂纹均存在分形效应．本文采用体视显微技术．在 机械裂纹进行检测．探讨了脱粒过程中玉米种子内部 对玉米种子断面形态及其内部机械裂纹放大分析基础 机械裂纹的成因．指出脱粒部件冲击是裂纹形成的主 上．建立了玉米种子内部机械裂纹的8种4大类分形 要原因[41：朱文学等借助显微技术观察玉米种子复杂 模型．根据脱粒过程中玉米种子内部机械裂纹的扩展 断面形貌和曲折的裂纹线形．定量分析了玉米种子内 条件、能量平衡理论与分形几何理论对所建立的8种 部干燥应力裂纹状况并通过盒维数计算出不同干燥条 模型计算其分形维数并进行动力学分析．为定量研究 件下玉米样品的当量维数[5】：李耀明等利用能量平衡 脱粒过程中玉米种子内部产生的机械裂纹的扩展过 原理和碰撞理论．推导出碰撞中水稻谷粒产生裂纹时 程．典型脱粒工艺的优化设计提供理论依据。 形成新表面的自由表面能【q：王显仁等应用Gri{![ith能 1 玉米种子内部机械裂纹分形模型建立 量平衡理论推导出谷粒产生裂纹时其机械损伤量与其 吸收能量成正比的数学关系：李心平等通过冲击等力 脱粒过程中玉米种子内部产生的机械裂纹的扩展 学试验研究了玉米种子抗压特性及裂纹生成规律【7】： 过程可以视为是一种分形过程。玉米种子尺寸一定， 杨国峰等应用分形理论对稻谷吸湿产生的应力裂纹进 不能无限次地进行分形．所以选择组成玉米种子的基 行了动力学分析【8】：张新伟等应