目的研究3種成熟度花生仁在3種壓縮方向下的力學(xué)性能。方法以中花6號花生仁為研究對象,通過正壓、側(cè)壓和立壓等3種方向,對3種不同成熟度樣品進(jìn)行壓縮試驗,獲得力學(xué)特性曲線,計算其彈性模量和抗壓強(qiáng)度等力學(xué)參數(shù);通過方差分析得出成熟度、壓縮方向與各力學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系;通過三維建模和有限元分析,比較試驗值與模擬值之間的誤差,驗證花生仁壓縮試驗及有限元分析的可靠性及準(zhǔn)確性。結(jié)果在3種壓縮方式下,測得3種不同成熟度的花生仁彈性模量為15.33～45.66 MPa,破裂力為45.5～153.4 N,彈性變形量為0.72～2.22mm,抗壓強(qiáng)度為16.25～47.94 MPa。成熟度對花生仁抗壓強(qiáng)度和破裂力的影響極顯著(P<0.01),對花生仁彈性模量和彈性形變的影響顯著(0.01<P<0.05);壓縮方向?qū)ㄉ蕪椥阅Ａ亢蛷椥孕巫兊挠绊戯@著(0.01<P<0.05),對花生仁抗壓強(qiáng)度和破裂力的影響不顯著(P>0.05)。結(jié)論相同成熟度的花生仁,在立壓方向下最容易發(fā)生破裂;花生仁屬于各向異性材料,種臍部位為花生仁受力最薄弱的位置。

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【部分圖文】：

圖2花生仁三維模型

運(yùn)用AnsysWorkbench15.0對花生仁壓縮試驗進(jìn)行模擬仿真。將花生仁Creo模型另存為igs格式，導(dǎo)入AnsysWorkbench15.0中，選擇靜態(tài)加載模式，設(shè)置材料類型為線彈性材料，泊松比取0.3[15]，彈性模量選取實際試驗結(jié)果測得的數(shù)據(jù)。將模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，....

圖4花生仁壓縮力-位移曲線

將試驗過程中自動采集的力和位移數(shù)據(jù)導(dǎo)入Excel2017軟件中進(jìn)行處理，可生成3種壓縮方向、3種不同成熟度的花生仁樣品的力-位移曲線，見圖4�；ㄉ蕢嚎s試驗采用靜態(tài)加載模式，正壓時的力-位移曲線見圖4a。由圖4a可知，隨著樣品變形量的增大，加載力逐漸增大，當(dāng)變形量增加到某個數(shù)值時....

圖5花生仁壓縮等效應(yīng)力分布云圖

將有限元計算得到的力-位移曲線與壓縮試驗所得的力-位移曲線進(jìn)行比較，見圖6。結(jié)果顯示，試驗值與模擬值之間的最大、最小誤差分別為9%和4%，表明運(yùn)用有限元法進(jìn)一步分析花生仁的壓縮力學(xué)性能是可行的。誤差形成的原因可能是花生仁Creo三維模型與實物之間存在較小尺寸誤差，模擬加載受力面、....

圖6試驗曲線與模擬曲線對比

圖5花生仁壓縮等效應(yīng)力分布云圖3結(jié)語

本文編號：3913673