馬鈴薯的彈塑性力學(xué)特性試驗(yàn)及其損傷分析---美國(guó)FTC質(zhì)構(gòu)儀

摘要：研究馬鈴薯的力學(xué)特性，可以指導(dǎo)馬鈴薯收獲、加工、運(yùn)輸裝備的設(shè)計(jì)，有效減少機(jī)械損傷。傳統(tǒng)的研究均將馬鈴薯作為線彈性材料，沒有發(fā)現(xiàn)生物屈服點(diǎn)。為此，切取鮮食馬鈴薯圓柱形試樣，使用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，通過馬鈴薯的力-位移關(guān)系，發(fā)現(xiàn)了馬鈴薯的彈塑性規(guī)律；同時(shí)，計(jì)算出馬鈴薯破壞應(yīng)力、彈性模量、切線模量和泊松比，并據(jù)此進(jìn)行了損傷的有限元分析。研究結(jié)果表明：馬鈴薯存在生物屈服點(diǎn)；試樣壓縮力達(dá)到生物屈服點(diǎn)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(shí)，塑性變形主要發(fā)生在以馬鈴薯碰撞點(diǎn)為切點(diǎn)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(yàn)結(jié)果吻合。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯;力學(xué)特性;壓縮試驗(yàn);塑性變形;有限元分析;