糙米碾白破碎机理研究
发布时间：2022-07-13 17:03
稻谷是中国三分之二人口的主食,人均年消费稻谷约140公斤,总消费近2亿吨,稻谷产量连年居世界第一。然而由于对稻谷破碎机理缺乏研究,造成加工参数没有理论指导,使我国在稻谷加工过程中造成了较为严重的浪费。稻谷自身存在裂纹是稻谷籽粒破裂的重要原因,研究稻谷裂纹生成与扩展机理对稻谷加工有重要指导意义。本文从糙米的机械力学特性着手,结合扫描电子显微镜对糙米在微观状态下的裂纹生成与扩展进行直接观察分析,并借助分形理论对裂纹的生成与扩展进行动力学研究,最后利用离散元模拟仿真的方式讨论糙米在加工过程中的受力情况。主要研究内容与结论如下:对三个品种糙米进行不同时间的干燥,得到不同含水率的试验样品,利用质构仪对其进行压缩、剪切以及三点弯曲试验。试验结果表明:含水率相同时,糙米籽粒的压缩力大于籽粒剪切力,大于籽粒三点弯曲力;糙米籽粒的压缩力做功大于剪切力做功,大于三点弯曲力做功;糙米籽粒的压缩弹性模量大于剪切力的剪切模量,并且大于三点弯曲力的剪切模量。含水率不同时,同一施力方式下,含水率低的糙米样品的力学特性大于含水率高的糙米籽粒。利用扫描电子显微镜对经过外力作用的糙米进行切片观察,分别对比观察了不同含水率...
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1.绪论
1.1 选题的背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 糙米裂纹生成扩展研究现状
1.2.2 糙米应力裂纹的理论分析方法
1.2.3 显微成像观察在糙米应力裂纹上的应用
1.2.4 离散元素法在散粒体系统上的应用
1.3 研究内容与方法
2 糙米破碎机械力学试验分析
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 试验材料
2.2.2 实验设备
2.3 水分测定
2.4 糙米力学特性研究
2.4.1 质构仪简介
2.4.2 糙米机械力学测定分析
2.4.2.1 糙米机械力学测定
2.4.2.2 糙米力学特性表征
2.4.2.3 糙米机械力学测定结果分析
2.4.2.4 糙米弹性模量分析讨论
2.4.2.5 糙米循环力做功分析讨论
2.5 含水率对糙米破裂的影响
2.6 本章小结
3 糙米破碎裂纹结构分析
3.1 引言
3.2 糙米显微结构分析
3.2.1 实验设备和方法
3.2.1.1 试验设备
3.2.1.2 实验材料
3.2.1.3 试验方法
3.2.2 糙米组织结构
3.2.3 不受力时不同含水率的糙米显微组织结构分析
3.2.3.1 胚乳的显微状态
3.2.3.2 胚乳中应力裂纹的显微状态
3.2.4 同一含水率不同受力形式下的显微组织结构分析
3.2.4.1 胚乳组织的显微状态
3.2.4.2 胚乳中应力裂纹的显微状态
3.2.5 同一受力形式下不同含水率的显微组织结构分析
3.2.4.1 胚乳组织的显微状态
3.2.4.2 胚乳中应力裂纹的显微状态
3.3 糙米果皮、种皮以及糊粉层对裂纹扩展的影响
3.4 裂纹生成扩展分析
3.5 糙米断裂机理分析
3.6 本章小结
4 糙米破碎裂纹的分形分析
4.1 引言
4.2 分形定义
4.2.1 分形
4.2.2 Hausdorff维数与相似维数
4.2.3 分形测度与Hausdorff测度
4.2.4 自相似性
4.3 糙米应力裂纹的分形特征分析
4.3.1 糙米应力裂纹分形特征
4.4 糙米断裂静力模拟分析
4.4.1 糙米微观裂纹分形断裂表面能分析
4.4.2 糙米微观裂纹分形模型模拟分析
4.4.2.1 糙米穿晶断裂分形模型
4.4.2.2 糙米沿晶断裂分形模型
4.4.2.3 糙米沿晶与穿晶耦合断裂分形模型
4.4.2.4 糙米裂纹分叉扩展分形模型
4.5 糙米微观裂纹分形模型计算分析
4.6 糙米裂纹扩展动力学分析
4.7 本章小结
5 基于EDEM的糙米碾白破碎力分析
5.1 引言
5.2 碾米机三维建模
5.2.1 碾米机简述
5.2.2 碾米机三维实体建模
5.3 碾米机碾白离散元分析
5.3.1 糙米籽粒模型建立和导入
5.3.2 计算过程以及参数设置
5.3.2.1 接触模型的设置
5.3.2.2 重力设置
5.3.2.3 物理参数设置
5.3.2.4 糙米工作部件的参数设置
5.3.2.5 糙米颗粒工厂的设置
5.3.2.6 时间步长设置
5.3.2.7 网格划分
5.4 仿真结果分析
5.4.1 糙米颗粒仿真结果
5.4.2 糙米颗粒仿真结果分析
5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
附录
致谢
个人简历
本文编号：3660426
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1.绪论
1.1 选题的背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 糙米裂纹生成扩展研究现状
1.2.2 糙米应力裂纹的理论分析方法
1.2.3 显微成像观察在糙米应力裂纹上的应用
1.2.4 离散元素法在散粒体系统上的应用
1.3 研究内容与方法
2 糙米破碎机械力学试验分析
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 试验材料
2.2.2 实验设备
2.3 水分测定
2.4 糙米力学特性研究
2.4.1 质构仪简介
2.4.2 糙米机械力学测定分析
2.4.2.1 糙米机械力学测定
2.4.2.2 糙米力学特性表征
2.4.2.3 糙米机械力学测定结果分析
2.4.2.4 糙米弹性模量分析讨论
2.4.2.5 糙米循环力做功分析讨论
2.5 含水率对糙米破裂的影响
2.6 本章小结
3 糙米破碎裂纹结构分析
3.1 引言
3.2 糙米显微结构分析
3.2.1 实验设备和方法
3.2.1.1 试验设备
3.2.1.2 实验材料
3.2.1.3 试验方法
3.2.2 糙米组织结构
3.2.3 不受力时不同含水率的糙米显微组织结构分析
3.2.3.1 胚乳的显微状态
3.2.3.2 胚乳中应力裂纹的显微状态
3.2.4 同一含水率不同受力形式下的显微组织结构分析
3.2.4.1 胚乳组织的显微状态
3.2.4.2 胚乳中应力裂纹的显微状态
3.2.5 同一受力形式下不同含水率的显微组织结构分析
3.2.4.1 胚乳组织的显微状态
3.2.4.2 胚乳中应力裂纹的显微状态
3.3 糙米果皮、种皮以及糊粉层对裂纹扩展的影响
3.4 裂纹生成扩展分析
3.5 糙米断裂机理分析
3.6 本章小结
4 糙米破碎裂纹的分形分析
4.1 引言
4.2 分形定义
4.2.1 分形
4.2.2 Hausdorff维数与相似维数
4.2.3 分形测度与Hausdorff测度
4.2.4 自相似性
4.3 糙米应力裂纹的分形特征分析
4.3.1 糙米应力裂纹分形特征
4.4 糙米断裂静力模拟分析
4.4.1 糙米微观裂纹分形断裂表面能分析
4.4.2 糙米微观裂纹分形模型模拟分析
4.4.2.1 糙米穿晶断裂分形模型
4.4.2.2 糙米沿晶断裂分形模型
4.4.2.3 糙米沿晶与穿晶耦合断裂分形模型
4.4.2.4 糙米裂纹分叉扩展分形模型
4.5 糙米微观裂纹分形模型计算分析
4.6 糙米裂纹扩展动力学分析
4.7 本章小结
5 基于EDEM的糙米碾白破碎力分析
5.1 引言
5.2 碾米机三维建模
5.2.1 碾米机简述
5.2.2 碾米机三维实体建模
5.3 碾米机碾白离散元分析
5.3.1 糙米籽粒模型建立和导入
5.3.2 计算过程以及参数设置
5.3.2.1 接触模型的设置
5.3.2.2 重力设置
5.3.2.3 物理参数设置
5.3.2.4 糙米工作部件的参数设置
5.3.2.5 糙米颗粒工厂的设置
5.3.2.6 时间步长设置
5.3.2.7 网格划分
5.4 仿真结果分析
5.4.1 糙米颗粒仿真结果
5.4.2 糙米颗粒仿真结果分析
5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
附录
致谢
个人简历
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