孙静鑫，郭玉明，杨作梅，崔清亮，武新慧，张燕青



荞麦籽粒生物力学性质及内芯黏弹性试验研究

孙静鑫，郭玉明※，杨作梅，崔清亮，武新慧，张燕青

（山西农业大学工学院，太谷 030801）

针对可供相关作业机械设计参考的荞麦籽粒生物力学性质指标可用参数缺乏的现状，该文研究了优种荞麦籽粒的常规力学性质及芯粉黏弹性力学性质，并对相关影响因素进行了分析。试验测定了不同品种荞麦籽粒在不同含水率下的三轴尺寸、千粒质量、容重等基本物性参数，采用斜面仪、休止角测定装置测定了荞麦籽粒的滑动摩擦系数及休止角，应用DMA（Q800）动态力学性能分析仪测定了荞麦（粉状）的动态黏弹性，运用物性分析仪测定了荞麦籽粒的破坏力、破坏能等力学性质，利用摆锤式动载试验机测定了荞麦籽粒所能承受的最大撞击载荷。结果表明：同一品种荞麦籽粒的长、宽、高、千粒质量、几何平均径均随含水率的降低而减小，容重随着含水率的降低而增大；摩擦系数随含水率的降低而减小，籽粒与Q235钢板的摩擦系数最大，与7075铝合金板的次之，与304不锈钢板的最小；休止角随含水率的降低而减小；随着含水率的降低，破坏力、表观弹性模量和最大接触应力逐渐增大，变形量逐渐减小，破坏能呈上升趋势。而在相同含水率下，不同品种荞麦籽粒的物性参数及上述力学特性参数均呈现极显著差异（<0.0001）。荞麦粉末的储能模量随含水率的降低而增大，弹性性能提高，损耗模量和损耗正切随含水率的降低而减小，黏性性能降低。同一品种荞麦在相同含水率下，撞击载荷越大，破碎率越高；同一撞击载荷下，随着含水率的降低，籽粒的破碎率先减小后增大。研究结果可为荞麦收获及加工装备研制、参数优化提供基础依据。

生物力学；黏弹性；摩擦；荞麦籽粒

0 引 言

荞麦有“五谷之王”的美誉，以其非常高的药用和食用价值颇受大众推崇[1]。……