碰撞对玉米籽粒结构损伤的实验研究

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1、第４３卷碰撞对玉米籽粒结构损伤的实验研究·１９·檱檱檱檱檱檱檱檱檱殗殗檱檱粮食储藏技术檱檱殗殗檱檱檱檱檱檱檱檱檱＊碰撞对玉米籽粒结构损伤的实验研究程绪铎１１１２冯家畅严晓婕黄之斌（１南京财经大学食品科学与工程学院粮食储运国家工程实验室２１００４６）（２中央储备粮嘉兴直属库３１４０００）摘要对不同品种的玉米籽粒进行下落碰撞实验，测定玉米籽粒破碎率与下落高度的关系。对下落碰撞后未破碎的完整籽粒进行静态压缩实验，测定玉米籽粒经过碰撞后压缩特性的变化规律。结果表明：玉米籽粒破碎率随下落高度的增大而增大；下落碰撞后未破碎的完

2、整籽粒的最大破坏力、最大破坏能随下落高度的增大而减小，即下落碰撞后未破碎的完整籽粒的结构损伤随下落高度的增大而增大。关键词玉米籽粒碰撞结构损伤玉米籽粒破碎与结构损伤是粮食储运工程中的碰撞后未破碎的玉米籽粒进行静态压缩实验，测定重要问题，玉米在脱粒、入仓储藏、装卸和加工过玉米籽粒经过碰撞后压缩特性的变化规律，揭示碰程中，籽粒都会受到冲击，玉米籽粒的破碎率和结撞后玉米损伤的程度。这些数据可为粮仓结构的设构损伤会随着碰撞速度的增大而增加。计、粮食装仓系统的设计提供依据。在中国粮食流通项目及国储库建设项目中，配１玉米籽粒的

3、碰撞实验套的粮仓基本上都是圆筒仓（如：浅圆仓、立筒仓、钢板仓），仓顶到仓底的落差范围为１５ｍ～本文将不同品种的玉米籽粒从不同高处下落，４０ｍ。收获的玉米水分很高，入仓前需进行干燥。使籽粒与混凝土地面碰撞，然后测定玉米籽粒破碎玉米快速干燥后，由于籽粒含水率降低，内部结构率。变得疏松，外表皮层变脆，玉米入仓时，仓顶到仓１．１材料底落差大，玉米籽粒下落到仓底时与钢锥斗或坚硬玉米品种：江玉４０３（含水率为１２．５６％的仓底平面发生猛烈撞击，产生大量破碎，其破碎ｗ．ｂ）、郑单９５８（含水率为１２．８６％ｗ．ｂ）、苏玉［１～４

4、］率会增加７％～１１％。进粮过程中的斗提机和１０号（含水率为１３．３２％ｗ．ｂ）、东单９８（含水率刮板机与玉米籽粒的碰撞也会造成玉米籽粒破为１３．３４％ｗ．ｂ）。不同品种玉米籽粒的几何尺寸［５，６］碎。如果一个粮仓储存玉米２０万吨，经过一次（长、宽、高取所有样品的平均值）如表１所示。入仓储藏，记总的破碎率为７％，那么就要损失表１玉米种子的几何尺寸（单位：ｍｍ）１．４万吨。品种尺寸有些玉米籽粒受到碰撞的力度不够大，虽然没江玉４０３苏玉１０号郑单９５８东单９８能破碎，但已造成结构损伤，使得弹性降低，抵抗长度１１．７２９

5、．７３１１．３３１０．４８中度９．３８８．３５９．１８８．６８变形和破坏的能力降低，作为种子会影响发芽率，短度５．５５４．１０５．１０４．７８还会影响安全储藏和加工产品的质量。本文对不同品种的玉米籽粒进行了下落碰撞实１．２方法验，测定下落高度与破碎率的关系。将从高处下落设置高度为１７ｍ、２２ｍ、２７ｍ、３２ｍ，每个＊基金项目：国家自然科学基金（３１３７１８６５）；公益性行业科研专项（２０１３１３００１）；江苏省农业科技自主创新资金项目［ＣＸ（１３）４０２１］通讯地址：南京市栖霞区文苑路３号·２０·粮食储藏２０１４（

6、３）品种每个高度做３次平行实验，每次选择样品２００服点和没有屈服点两种情况。屈服点又称应变软化粒，选择落地点为混凝土材料，每次实验以收集点，到达此点以后，冻结的分子链段开始运动。有１９８粒以上玉米种籽粒为有效实验，每组完成碰撞屈服点的曲线特征为：达到屈服点前，力随变形量后对玉米种籽粒进行观察检验，计算其产生的裂纹的增加近似线性增加，到达ＰＩ点前，力与变形量粒与破碎粒，从而得到撞击实验产生的破裂结果。关系曲线的斜率逐渐增加，到达ＰＩ点后，力与变形量关系曲线的斜率逐渐减少；达到屈服点后，变１．３结果与分析形量增加而力减

7、小，稍后力随变形量增加继续以近江玉４０３、郑单９５８、苏玉１０号和东单９８四似线性增加；达到破裂点后，力急剧下降。没有屈种不同品种的玉米籽粒分别从高度为１７ｍ、２２ｍ、服点曲线特征为：达到破裂点前，力随变形量增加２７ｍ、３２ｍ的高度被抛下，得到玉米籽粒高处落近似线性增加，到达ＰＩ点前，力与变形量关系曲下碰撞的裂纹增加百分率，如表２所示。线的斜率逐渐增加，到达斜率转折ＰＩ点后，力与表２不同品种的玉米籽粒从不同高度下落碰撞破裂纹增加百分率（单位：％）变形量关系曲线的斜率逐渐减少；达到破裂点后，力开始下降。玉米籽粒压缩属

8、于没有屈服点的状高度（ｍ）品种１７２２２７３２况，当压缩的作用力足够大时，玉米籽粒会产生破江玉４０３０．６７１．３３２．００３．００裂，对应的力是最大破坏力，对应的曲线面积为最郑单９５８２．００４．６７５．３３８．６７［７，８］苏玉１０号７．００１２．２７１４．３３１５．６７大破坏能，对应的破裂变形量为破裂变形量。东单９８９．６７１６．３３２０．００２０．０