1. 研究目的与意义
小麦是三大谷物之一,在中国种植历史悠久,目前仍是我国第二大口粮作物,而中国也是世界上最大的小麦生产国和消费国,种植面积占全球12.3%,产量占16.9%[1]。而中国小麦供求目前仍处于较为紧张的状态,优质小麦的缺口大概在300万吨[2]。所以针对此情况,在小麦商品化的各个环节均需要做出努力来迎合市场的需求,小麦储藏是其中重要的一环且小麦在储存中的减损问题不容忽视,所以小麦储藏技术是值得我们关注的研究方向。
小麦在储存于谷仓内时,会在自重以及谷仓壁的反作用力的作用下产生应力和应变。所以修正剑桥模型比较适合于研究粮堆的应力与应变的分布问题,若使用修正剑桥模型计算粮堆的应力与应变的分布问题首先要测定修正剑桥模型的参数。目前测定修正剑桥模型的参数的报道较少,本论文将测定小麦堆修正剑桥模型的参数,可以为使用修正剑桥模型计算粮堆的应力与应变的分布问题提供重要参数支持。
2. 研究内容和预期目标
研究内容:
①定修正剑桥模型为小麦堆应力与应变关系本构方程;
②测定修正剑桥模型参数:临界状态应力比M、对数硬化模量λ、等向膨胀指数κ和弹性模量E;
3. 国内外研究现状
粮堆储存在谷仓中时,会在自重以及谷仓壁的反作用力的作用下产生应力和应变[6]。而起空隙率也会随之发生变化,建立小麦堆的应力与应变的本构关系可以解决粮仓内小麦对应力、密度以及孔隙比的分布。修正剑桥参数模型是用塑性增量理论来描述应力与应变关系的弹塑性本构模型[7,8],其中的参数有孔隙比,临界状态压力,对数硬化模量,等向膨胀指数,弹性模量。
田晓红等[9]使用仪器法和计算法测定粮食孔隙率,其中计算法中粮食密度采用比重瓶法和天平密度组件法来测定,使得可以用简单便捷的方法完成孔隙率的测定;Elzbieta Kusiska等[10]也对计算法进行了探讨和研究,张淑珍[11]、王谧[12]、何学超[13]等对仪器法的原理和实验操作进行了讨论,证实了两种方法的可行性;郝倩等[11]根据粮仓实际情况开发了一种新型的测定粮食孔隙率的方法,使得测定方法得到了拓展。
临界状态压力一般使用轴向压缩小麦实验进行测定[14],对数硬化模量和等向膨胀指数的测定一般为各向等压试验[9],而弹性模量的测定也由常规三轴压缩实验完成[15],实验主要参照土的试验规程中的测定弹性模量实验SL237-029-1999[13];戴桂琴和程绪铎[16]使用LHT-1型粮食回弹模量仪对稻谷堆的弹性模量进行了测定,并研究了含水率和弹性模量的关系,为粮堆内粮食压缩变形的研究提供了理论上的支持;安蓉蓉[17]在论文中也进行了弹性模量的测定,得出随着围压的增大弹性模量也增大的结论。
4. 计划与进度安排
2022/10/26-2022/11/05 :选题、查阅相关文献、资料;
2022/01/01-2022/01/15 :撰写毕业论文开题报告;
2022/11/16-2022/03/25 :做实验;
5. 参考文献
[1] 钟永玲,曹慧,张玉梅,中国小麦中长期供需趋势分析及建议[J],中国食物与营养 2014,20(9):51-55.
[2] 黄奇鹏,武文斌,李聪,孟乐,林冬华,中国小麦供需形势分析与对策[J],现代面粉工业, 2018,32(5).
[3] 任正晓. 稻谷库存检查实务[M]. 北京: 中国商业出版社, 2007: 15-17
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