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馬鈴薯在收獲、加工、運輸過程中容易發(fā)生擠壓和碰撞,引起馬鈴薯變形、破裂和內(nèi)部淤傷,嚴(yán)重影響馬鈴薯的外觀和品質(zhì),造成大量經(jīng)濟(jì)損失。因此,減少馬鈴薯加工鏈中的損傷、研究馬鈴薯的生物力學(xué)特性具有重要意義。“湖北工業(yè)大學(xué)”本研究切取鮮食馬鈴薯圓柱形試樣,根據(jù)馬鈴薯試樣在壓縮后會產(chǎn)生不可恢復(fù)的塑性變形這一特征,發(fā)現(xiàn)了馬鈴薯的彈塑性規(guī)律和生物屈服點。通過試驗,得到了馬鈴薯的破壞應(yīng)力、彈性模量、切線模量及泊松比等彈塑性力學(xué)參數(shù),并以馬鈴薯的生物屈服點作為彈塑性材料的屈服點,通過有限元分析得到馬鈴薯受力后的應(yīng)變云圖以及馬鈴薯碰撞后的損傷規(guī)律。

質(zhì)地檢測儀器：FTC公司的質(zhì)構(gòu)儀TMS-Pro（盈盛ENS國產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀方案可選）

質(zhì)地檢測結(jié)果：馬鈴薯存在生物屈服點;試樣壓縮力達(dá)到生物屈服點后,壓縮位移與塑性變形量近似呈正比例線性關(guān)系;馬鈴薯在受到碰撞作用時,塑性變形主要發(fā)生在以馬鈴薯碰撞點為切點的內(nèi)切球范圍內(nèi),即馬鈴薯內(nèi)部。研究結(jié)果符合彈塑性材料的力學(xué)特性,與現(xiàn)有的損傷試驗結(jié)果吻合。

結(jié)論1)馬鈴薯在受力達(dá)到生物屈服點后,雖然力-位移曲線斜率變化不明顯,但還是會產(chǎn)生不可恢復(fù)的塑性變形(即損傷)。2)相比于彈性體,將馬鈴薯視為彈塑性體進(jìn)行有限元仿真更加合理,不僅可以判斷馬鈴薯的破壞條件,還可以直觀地看出馬鈴薯的損傷部位。3)馬鈴薯在受到碰撞作用后,損傷主要發(fā)生在以馬鈴薯碰撞點為切點的內(nèi)切球范圍內(nèi)。4)馬鈴薯在受到擠壓或碰撞作用后,即使沒有完全破裂,達(dá)到馬鈴薯的生物屈服點后也會產(chǎn)生損傷。