大豆籽粒破坏力、表观接触弹性模量与水分关系的研究开题报告

1. 研究目的与意义

大豆既是一种营养平衡的食物，也是优质蛋白质和油脂的重要来源。大豆的产地品质差异较大、水分含量不均且偏高，使得储藏稳定性较差，且易在储藏期间出现吸湿生霉、浸油赤变、发芽率丧失等不良现象。另外，在粮食的运输途中，经过多次装卸及输送，每次受到相应的冲击载荷作用，水分含量会引起它们颗粒破碎程度不同。有应力裂纹的大豆容易受到微生物和昆虫的侵蚀，从而影响它们的利用率和种子的出芽率。

作为散粒体材料，粮食的整体物理力学特征直接与粮粒的特征及粮粒间的相互作用有关。故本课题对大豆籽粒的破坏力、表观接触弹性模量对水分的关系进行实验测定与研究。进而就可以为粮食工程提供全面的、准确的力学参数，减少粮食的损耗。

2. 研究内容和预期目标

2.1 大豆籽粒破坏力与水分的关系

3. 国内外研究现状

国外最早对粮食的压缩性进行研究的是在20世纪60年代。Liu M等人(1969)研究了大豆及大豆种皮在不同含水量、不同温度时的粘弹性，建立了广义Maxwell模型，对大豆子叶的力学特性和大豆籽粒的破坏力进行研究，运用应力松弛、压缩、弯曲实验测得了大豆子叶的极限压缩、松弛模量和拉伸强度。Zorerb和Hall(1960)研究了马齿状玉米、豆类植物含水率不同，在较小速度下缓慢加载时的压力特性，实验结果表明谷物挤压强度与含水率、温度、加载速度和加载位置及物料尺寸等有关。Prasad和Gupta等人(1967)研究了在准静态压缩载荷作用下稻谷的性质，含水率在12～24%范围内时，随着水分的增加，稻谷的最大压力范围为160.7～40.6N，并呈现逐渐减小的趋势。M.H. Saiedirad和A.Tabatabaeefar等(1998)研究了静态压力载荷下，含水率、种子大小、加载速度以及种子压缩方位对小茴香籽破碎时的最大破坏力和最大破坏能的影响。

国内对粮食籽粒的压缩特性研究起步较晚，始于20世纪80年代。张洪霞等(2009)研究了含水率对稻米籽粒应力松弛特性的影响，稻谷压缩特性与压缩的温度、含水率等有关，通过多项式回归分析建立了稻米籽粒应力松弛各力学指标随含水率变化关系的数学模型。而马小愚教授(1988)研究了大豆籽粒在承受挤压和冲击时含水量及品种对其力学性质的影响，并于1999年对东北地区大面积生产的几个品种大豆与小麦籽粒进行了力学流变学性质的试验研究，给出了性能数据及有关影响因素。Kamst(2002)进行了稻米的应力松弛试验，研究表明稻米是线性粘弹性体，弹性模量和挤压强度随变形速率增大而增大、随温度及含水量增大而减少，在含水量较低时温度影响较大。张洪霞、马小愚(2004)通过实验得出大米压缩的力学指标，如弹性模量、破坏力及破坏应力等并研究得到不同品种大米的弹性模量差异为显著，破坏力差异为极显著，而破坏应力没有显著差异。李诗龙(2005)研究了油菜籽的形态、结构、细胞组织、散体的密度、摩擦因数、弹性模量和泊松比以及渗透性和吸附性等物理特性。

4. 计划与进度安排

5. 参考文献

[1] 程绪铎,陆琳琳等.稻谷堆弹性模量的实验测定和研究[j],粮食储藏,2011,3（24）:31~39.

[2] 刘传云,张强,毛志怀.大豆表观接触弹性模量的测定[j].粮食与饲料工业,2007,(10):12~14.

[3]刘志云，温吉华.大豆弹性模量的测量与研究[j].粮食储藏，2010，39（3）：27-30.