近日，湘潭大學機械工程與力學學院研究人員在國內(nèi)期刊《農(nóng)業(yè)工程學報》發(fā)表了題為“面向鮮蓮子去心的蓮仁物理與力學特性"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)儀測定了蓮仁的硬度。

摘　要：為揭示蓮仁浸泡時間對鮮蓮子去心質(zhì)量的影響規(guī)律，該研究開展不同浸泡時間下蓮仁的物理與力學特性研究。首先分析了蓮仁、蓮心幾何參數(shù)隨浸泡時間的變化規(guī)律；測定了不同浸泡時間下蓮仁的硬度、彈性模量、抗壓強度和去心力等力學特性，獲得了蓮仁材料的應(yīng)力-應(yīng)變與載荷-位移曲線；采用回歸分析方法建立了蓮仁物理和力學特性指標與蓮仁浸泡時間的對應(yīng)關(guān)系。研究結(jié)果表明，蓮仁最大短徑、長度、裂口長度與最大寬度，蓮心長度、根部直徑、最大厚度與最大寬度數(shù)值均隨浸泡時間的增大而增大；蓮仁硬度、彈性模量、抗壓強度與去心力則隨蓮仁浸泡時間的增加而降低。其次，基于研制的鮮蓮子空氣擠出去心機開展了不同浸泡時間下蓮仁的去心試驗，研究發(fā)現(xiàn)，蓮仁浸泡時間對通心率、蓮仁破損率和蓮心完整率有直接影響。當蓮仁浸泡時間較短時，通心率和蓮心完整率較低，蓮仁破損率較高；而隨著浸泡時間的增加，通心率和蓮心完整率隨之增加，蓮仁破損率則降低，但浸泡時間過長，破損率又會增加。當浸泡時間為120 min，蓮仁含水率為63.08% 時，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理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

1、蓮仁硬度測定方法

試驗時，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 個點進行穿刺試驗。最后由質(zhì)構(gòu)儀計算得到不同浸泡時間蓮仁的硬度值。試驗采用測前速度為5 mm/s，測試速度1 mm/s，測后速度5 mm/s，觸發(fā)力0.049 N，穿刺深度5 mm。試驗現(xiàn)場如圖 所示。

2、測試結(jié)果

蓮仁硬度值隨浸泡時間的變化曲線如圖9 所示。從圖中可以看出，隨著蓮仁浸泡時間的增加，蓮仁硬度逐漸降低，當浸泡時間從初始增加到180 min 時，蓮仁硬度從8.76 N 減小至7.83 N。隨著浸泡時間的增加，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特性