玉米籽粒压缩特性的实验研究开题报告

1. 研究目的与意义

在中国，玉米作为粮食作物其总产量仅在小麦和水稻之后。同时，与传统的小麦、水稻等粮食作物相比，玉米拥有很强的耐寒性、耐旱性、耐贫瘠性等极好的环境适应性。玉米的营养价值较高，是优良的粮食作物。作为中国的高产粮食作物，玉米是畜牧业、养殖业、水产养殖业等的重要饲料来源，也是食品、医疗卫生、轻工业、化工业等的不可或缺的原料之一。

总之，玉米是我国的主要粮食作物，在人们的日常生活中扮演着重要的角色。但玉米籽粒在收获、储运及干燥的过程中会受到不同程度的压缩与撞击，同时玉米在干燥的过程中，会产生热量和质量的交换，从而产生内应力，进而引起胚乳变性，最后导致玉米籽粒产生裂痕甚至于破裂，这些裂痕随之会导致特定的物理和生物效应，从而影响玉米的利用率并降低种子的发芽率、危及储藏安全、直接影响它的品质并降低其加工产品的质量。

因此，研究玉米籽粒受压缩载荷时的破坏力、破坏能、破坏应变、表观接触弹性模量等压缩特性，并分析玉米籽粒破坏力、破坏能、破坏应力与含水率的关系，可为玉米的收割、储藏、运输、加工等设备的设计及干燥工艺设计提供技术参数，从而减少玉米在此过程中的损失。

2. 研究内容和预期目标

一、研究内容及拟解决关键问题：

1、测定玉米籽粒压缩特性（破坏力、破坏能、破坏应力、表观接触弹性模量）

2、给出玉米籽粒破坏力、破坏能、破坏应力与含水率的关系

3. 国内外研究现状

国外对于粮食颗粒的压缩力学特性的研究从二十世纪六十年代就开始了。Zorerb G.C.和Hall C.W研究了马齿状玉米、小麦、豌豆、豆类植物在不同含水率下缓慢加载的特性，研究表明谷物挤压强度的影响参数是含水率、温度、加载速度和加载位置及物料尺寸。Mohamed A.F.进行了外力作用下玉米籽粒（两个品种）在横向和纵向位置上的刚性和力与变形关系的测定实验。实验结果表明，两个品种两个测定位置下，玉米籽粒的破坏力随着含水率的增大而减小。同时，白色玉米品种含水率的范围在9.88%～29.84%ｗ.b.，且黄色玉米品种含水率的范围在9.5%～30.26%ｗ.ｂ.时，其破坏力均与玉米籽粒的重量正相关。

国内对粮食颗粒压缩力学特性的研究开始较晚。袁月明在物料力学性能实验台上分别对玉米籽粒及各组分的力学性能进行压缩破裂实验。实验结果表明，不同品种的玉米籽粒沿不同方向的抗破裂能力有显著差异，其抗破裂能力主要取决于角质胚乳和种皮的力学特性；当含水率降低时，籽粒的破裂力有所增加，但变形减小。冯和平和毛志怀通过准静态压缩实验、剪切实验和应力松弛实验分别对不同含水率的玉米籽粒、不同热风温度干燥的玉米籽粒、有热应力裂纹的玉米籽粒及自然干燥无裂纹的玉米籽粒进行了对比实验，对不同情况的玉米籽粒的力学性能进行了研究。结果表明，较高含水率、较高的干燥温度和应力裂纹的存在都使玉米籽粒的破坏强度降低，使玉米籽粒更容易破碎。

4. 计划与进度安排

出题、选题2022年10月25日--2022年12月1日

开题报告 2022年1月2日--2022年1月18日

论文实验设计与完成 2022年1月19日--2022年3月2日

5. 参考文献

[1] 马先红，李 峰，宋荣琦.玉米的品质特性及综合利用研究进展[j]．粮食储藏，2019，32（1）：1-3.

[2] 张波屏.现代种植机械工程[m].北京：机械工业出版社，1997.

[3] zorerb g.c.，hall c.w.some mechanical and rheologicalproperties of grain[j].the journal of agricultural engineering.1960，5（1）：83-92.