近日，湘潭大(da)學(xué)機(jī)械工程(cheng)與力學(xué)學(xué)院(yuan)研究人員在國(guo)內(nèi)期(qi)刊《農(nóng)業(yè)(ye)工程學(xué)報(bào)》發(fā)表(biao)了題(ti)為“面向鮮蓮(lian)子去心的蓮仁(ren)物理(li)與力學(xué)(xue)特性"的研(yan)究論文。在該論文中(zhong)，研究人員利(li)用上海(hai)騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀測(ce)定了蓮仁(ren)的硬度。

摘　要(yao)：為揭示蓮仁浸(jin)泡時(shí)間(jian)對鮮蓮子(zi)去心質(zhì)量(liang)的影響規(guī)律，該(gai)研究開展不(bu)同浸泡時(shí)間下(xia)蓮仁的物(wu)理與(yu)力學(xué)特性研究(jiu)。首先(xian)分析了蓮(lian)仁、蓮心幾何參(can)數(shù)隨浸泡(pao)時(shí)間的變(bian)化規(guī)律；測(ce)定了不同浸(jin)泡時(shí)間下(xia)蓮仁的(de)硬度、彈性(xing)模量(liang)、抗壓強(qiáng)(qiang)度和去(qu)心力等力學(xué)(xue)特性，獲得了(le)蓮仁材(cai)料的應(yīng)力-應(yīng)(ying)變與(yu)載荷(he)-位移曲線；采用(yong)回歸(gui)分析方法建立(li)了蓮仁物理和(he)力學(xué)特性指(zhi)標(biāo)與(yu)蓮仁浸泡時(shí)(shi)間的對(dui)應(yīng)關(guān)(guan)系。研究(jiu)結(jié)果表明，蓮仁(ren)最大(da)短徑(jing)、長度、裂口長(zhang)度與最大寬度(du)，蓮心長(zhang)度、根部直徑(jing)、最大(da)厚度與最大(da)寬度數(shù)值(zhi)均隨浸(jin)泡時(shí)(shi)間的增大(da)而增(zeng)大；蓮仁(ren)硬度、彈性模(mo)量、抗壓強(qiáng)度(du)與去心力(li)則隨蓮仁(ren)浸泡(pao)時(shí)間(jian)的增加(jia)而降低(di)。其次，基于研(yan)制的鮮蓮子空(kong)氣擠(ji)出去心機(jī)開(kai)展了(le)不同浸泡時(shí)間(jian)下蓮(lian)仁的(de)去心(xin)試驗(yàn)，研究(jiu)發(fā)現(xiàn)，蓮仁浸(jin)泡時(shí)間對通(tong)心率、蓮(lian)仁破損(sun)率和(he)蓮心完整率有(you)直接影(ying)響。當(dāng)(dang)蓮仁浸泡(pao)時(shí)間較短時(shí)(shi)，通心(xin)率和蓮(lian)心完(wan)整率較低(di)，蓮仁(ren)破損率較(jiao)高；而隨著浸泡(pao)時(shí)間的增(zeng)加，通心率(lv)和蓮心完整(zheng)率隨之(zhi)增加，蓮仁(ren)破損率則降低(di)，但浸泡時(shí)間(jian)過長，破損率(lv)又會(hui)增加。當(dāng)(dang)浸泡時(shí)間為(wei)120 min，蓮仁含(han)水率為63.08% 時(shí)(shi)，可獲得較佳去(qu)心效(xiao)果，通心率為(wei)94.67%，蓮心(xin)完整(zheng)率為84.00%，蓮(lian)仁破(po)損率為3.33%。研究(jiu)結(jié)果(guo)可為(wei)提高鮮(xian)蓮子去(qu)心加工質(zhì)量、揭(jie)示鮮蓮子高效(xiao)低損傷去(qu)心機(jī)理(li)提供基礎(chǔ)(chu)數(shù)據(jù)支撐。

1、蓮仁硬度(du)測定方法

試驗(yàn)時(shí)(shi)，首先用(yong)小刀(dao)將蓮仁沿分(fen)型面分成(cheng)兩瓣。然后采用(yong)P/NP 針形探(tan)頭在蓮仁(ren)最大短徑(jing)處等距(ju)取3 個(gè)點(diǎn)(dian)進(jìn)行穿刺試驗(yàn)(yan)。最后由質(zhì)構(gòu)(gou)儀計(jì)算得到不(bu)同浸泡時(shí)間蓮(lian)仁的硬度(du)值。試驗(yàn)采用(yong)測前(qian)速度為5 mm/s，測試速(su)度1 mm/s，測后速度(du)5 mm/s，觸發(fā)力0.049 N，穿刺深(shen)度5 mm。試驗(yàn)現(xiàn)(xian)場如圖 所(suo)示。

2、測試結(jié)(jie)果

蓮仁(ren)硬度值(zhi)隨浸泡時(shí)間(jian)的變化曲(qu)線如圖9 所(suo)示。從圖中可以(yi)看出，隨(sui)著蓮(lian)仁浸(jin)泡時(shí)間的增(zeng)加，蓮仁(ren)硬度逐漸(jian)降低，當(dāng)浸泡時(shí)(shi)間從初始增加(jia)到180 min 時(shí)，蓮(lian)仁硬度(du)從8.76 N 減小至7.83 N。隨(sui)著浸泡時(shí)(shi)間的增加，蓮(lian)仁內(nèi)部組織變(bian)軟，抵抗載荷能(neng)力下降，硬度降(jiang)低。

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面向鮮蓮(lian)子去心的蓮(lian)仁物理(li)與力學(xué)(xue)特性