近日，湘潭大學(xué)機(jī)械工程與力學(xué)學(xué)院研究人員在國(guó)內(nèi)期刊《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》發(fā)表了題為“面向鮮蓮子去心的蓮仁物理與力學(xué)特性"的研究論文。在該論文中，研究人員利用上海騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定了蓮仁的硬度。

摘　要：為揭示蓮仁浸泡時(shí)間對(duì)鮮蓮子去心質(zhì)量的影響規(guī)律，該研究開(kāi)展不同浸泡時(shí)間下蓮仁的物理與力學(xué)特性研究。首先分析了蓮仁、蓮心幾何參數(shù)隨浸泡時(shí)間的變化規(guī)律；測(cè)定了不同浸泡時(shí)間下蓮仁的硬度、彈性模量、抗壓強(qiáng)度和去心力等力學(xué)特性，獲得了蓮仁材料的應(yīng)力-應(yīng)變與載荷-位移曲線(xiàn)；采用回歸分析方法建立了蓮仁物理和力學(xué)特性指標(biāo)與蓮仁浸泡時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。研究結(jié)果表明，蓮仁最大短徑、長(zhǎng)度、裂口長(zhǎng)度與最大寬度，蓮心長(zhǎng)度、根部直徑、最大厚度與最大寬度數(shù)值均隨浸泡時(shí)間的增大而增大；蓮仁硬度、彈性模量、抗壓強(qiáng)度與去心力則隨蓮仁浸泡時(shí)間的增加而降低。其次，基于研制的鮮蓮子空氣擠出去心機(jī)開(kāi)展了不同浸泡時(shí)間下蓮仁的去心試驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)，蓮仁浸泡時(shí)間對(duì)通心率、蓮仁破損率和蓮心完整率有直接影響。當(dāng)蓮仁浸泡時(shí)間較短時(shí)，通心率和蓮心完整率較低，蓮仁破損率較高；而隨著浸泡時(shí)間的增加，通心率和蓮心完整率隨之增加，蓮仁破損率則降低，但浸泡時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，破損率又會(huì)增加。當(dāng)浸泡時(shí)間為120 min，蓮仁含水率為63.08% 時(shí)，可獲得較佳去心效果，通心率為94.67%，蓮心完整率為84.00%，蓮仁破損率為3.33%。研究結(jié)果可為提高鮮蓮子去心加工質(zhì)量、揭示鮮蓮子高效低損傷去心機(jī)理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

1、蓮仁硬度測(cè)定方法

試驗(yàn)時(shí)，首先用小刀將蓮仁沿分型面分成兩瓣。然后采用P/NP 針形探頭在蓮仁最大短徑處等距取3 個(gè)點(diǎn)進(jìn)行穿刺試驗(yàn)。最后由質(zhì)構(gòu)儀計(jì)算得到不同浸泡時(shí)間蓮仁的硬度值。試驗(yàn)采用測(cè)前速度為5 mm/s，測(cè)試速度1 mm/s，測(cè)后速度5 mm/s，觸發(fā)力0.049 N，穿刺深度5 mm。試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)如圖 所示。

2、測(cè)試結(jié)果

蓮仁硬度值隨浸泡時(shí)間的變化曲線(xiàn)如圖9 所示。從圖中可以看出，隨著蓮仁浸泡時(shí)間的增加，蓮仁硬度逐漸降低，當(dāng)浸泡時(shí)間從初始增加到180 min 時(shí)，蓮仁硬度從8.76 N 減小至7.83 N。隨著浸泡時(shí)間的增加，蓮仁內(nèi)部組織變軟，抵抗載荷能力下降，硬度降低。

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面向鮮蓮子去心的蓮仁物理與力學(xué)特性