猕猴桃压缩力学行为与蠕变特性研究.doc

猕猴桃压缩力学行为及蠕变特性的实验研究

计宏伟，邵文全，孟宪文（天津商业大学，天津300134）

摘要为研究猕猴桃压缩力学行为，对其进行了压缩试验，得到了力----变形曲线，分析了压缩过程中的变形行为。结果表明：不同的加载速率影响破裂载荷的大小和变形特征；随着加载速率的增加，破裂载荷有所增大；在力----变形曲线上有明显的锯齿流变现象，锯齿频率和应力变化幅度受应变率的影响。同时通过压缩试验对猕猴桃的蠕变行为进行了分析，给出了蠕变----时间曲线。该研究可为猕猴桃的运输、加工、贮藏等提供重要的力学参数。
关键词猕猴桃；压缩；锯齿流变；蠕变
中图分类号：Q66，O348.3文献标识码A

ExperimentalResearchonCompressionMechanicalBehaviorsandCreepPropertyofKiwifruit
JIHong-weietal（TianjinUniversityofCommerce,Tianjin300134）
AbstractASHIMADZUuniversaltestingmachineAG-IC100kNwasemployedtostudycompressionmechanicalbehaviorsofkiwifruits.Theforce-deformationcurveswereobtainedbycompressiontestsofthekiwifruits,andthedeformationbehaviorwasanalyzed.Resultsindicatethatdifferentloadingspeedhaseffectonruptureforceanddeformationproperty.Withtheincreaseofloadingspeed,theruptureforceincreases.Simultaneousserrationscanbefoundontheforce-deformationcurves,andthechangesoffrequencyandamplitudeofserratedflowaredependentontheloadingspeed.Moreover,theCreepbehaviorofthekiwifruitwasexperimentallystudiedindetailsbycompression,resultinginthecreep-elapsedtimecurve.Itwasgiveguidancefortransportation,processionandstorage.
KeywordsKiwifruit,Compression,Serratedflow,Creep

果品在采摘、包装、运输、贮藏及销售各个环节，都可能受到果品相互间的挤压和碰撞，以及受到装卸与加工器具的挤压作用，从而产生变形和机械损伤，使果品组织受到破坏，致使呼吸加强、膜透性增加、品质下降，易引发水果霉烂[1-4]。因此，研究果品在静载作用下的变形规律和力学行为是非常重要的，为深入研究果品损伤的机理、表征损伤程度和评定果品质量都具有重要的学术意义和应用价值。但是，在果品力学特性与机械损伤研究方面大多局限在苹果、梨等果品[5-8]，对猕猴桃力学性能的研究相对报道较少。猕猴桃具有极高的营养价值和经济价值，因此对其进行力学行为分析具有很强的实际应用价值。在其力学性能中最基本的是压缩特性；在各个流通环节中，压缩损伤是造成猕猴桃损伤的主原因之一，尤以贮藏和运输过程更为突出。因此，研究猕猴桃的压缩力学行为及蠕变特性十分必要。本文着重研究猕猴桃果实的压缩力学行为，分析了压缩过程中的变形特征和蠕变特性，获取破裂载荷、蠕变率等力学参数，为猕猴桃的运输、加工、贮藏、包装等方案设计提供依据。同时，观测猕猴桃果实的机械损伤过程和探讨损伤变形机理。
1试样与试验
l.1试样
采用新西兰生产的猕猴桃（长68一75mm，长径54一60mm，短径50一54mm，单果重129一140g）。购买于天津昆山润华超级市场，包装为铺有塑料托盘的水果纸箱。在实验室的贮藏条件为温度3℃，相对湿度85%以下。为使试验的结果能最精确地反映实际情况，在试验前对猕猴桃进行人工挑选，剔除有病虫害、受损伤和形状、尺寸异常的果实，并对试样进行分类编号。
1.2实验设备及装置
压缩试验设备采用日本岛津电子万能材料试验机，其型号为AG-IC100kN，测量精度为0.5级。
蠕变试验装置如图l所示，称为压缩箱。由内箱、外箱、压板、底板和负荷部分组成，外箱由20mm厚的木材或其它材料制成，压板和底板为两块尺寸为160mm×200mm×6mm经过加工平整的铝板；内箱结构和材料与外箱相同，尺寸与外箱配合