تعیین خواص مکانیکی دانه برنج و بررسی اثر سرعت بارگذاری فشاری

چکیده
آزمون های فشاری شبه استاتیک برای تعیین خواص مکانیکی دانه های برنج قهوه ای روی دانه کامل رقم هاشمی و نمونه های آماده شده از برش دو انتهای دانه برنج رقم خزر در امتداد محور طولی دانه انجام شد. مقادیر نیرو و انرژی شکست، مدول الاستیسیته ظاهری و تغییر شکل دانه های برنج هاشمی در دو سطح رطوبت 11% و 17% بر پایه تر، تنش و کرنش گیسختگی، مدول الاستیسیته فشاری ظاهری و چغرمگی دانه های برنج خزر در رطوبت 14% بر پایه تر به ترتیب در چهار و پنج سطح سرعت بارگذاری در محدوده 0.5 mm/min تا5.5 mm/min تعیین شدند. تحلیل نتایج نشان داد که بطور کلی سرعت بارگذاری اثر معنی داری بر مقادیر کلیه خواص مکانیکی ندارد، در حالی که اثر رطوبت بر تمام خواص مکانیکی معنی دار است. با کاهش رطوبت دانه مقادیر این خواص همگی افزایش می یابند. با کاهش رطوبت دانه های برنج رقم هاشمی از 17% برپایه تر به 11% مقادیر نیرو و انرژی شکست دانه بیش از دو برابر افزایش می یابند. نیروی شکست بطور متوسط از 55.96 تا 115.74 نیوتن و انرژی شکست دانه از 2.01 تا 5.23 میلی ژول افزایش می یابد. مدول الاستیسیته ظاهری دانه برنج هاشمی از 1.762 GPa در رطوبت به 17% به2.835 GPa در رطوبت 11% افزایش می یابد. در رطوبت 14% بر پایه تر متوسط تنش و کرنش گیسختگی دانه رقم خزر 36.392±0.6 MPa و 0.6±0.0008 mm/mm تعیین شدند. مدول الاستیسیته ظاهری فشاری دانه برنج خزر 973.357 MPa تعیین شد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Mechanical Properties of Rice Kernels under Compressive Loading as Affected by Deformation Rates

چکیده English

Quasi-static compressive tests to determine the mechanical properties of individual brown rice kernels were conducted on whole kernel rice of Hashemi and core specimens of Khazar varieties. The magnitudes of the failure force, failure deformation, breakage energy and apparent elasticity modulus for Hashemi kernels were determined at two moisture content levels, namly, %11 and %17 (w.b.) at four levels of loading rates ranging from 1 mm/min to 5.5 mm/min. For the Khazar variety, the magnitudes of failure stress and strain, as well as toughness and elasticity modulus were determined at moisture content of %14 (w.b.) for five levels of loading rates ranging from 0.5 mm/min to 1.5 mm/min. Statistical analysis of the test results showed that deformation rates had no significant effect on the mechanical properties. Moisture content had a significant effect on all grain mechanical properties. Decreasing moisture content caused significant increases in all these properties. The failure force and the breaking energy for Hashemi kernels increased more than double, when the moisture content decreased from 17% to 11%. The magnitudes of failure force and breaking energy varied from 56 N to 115.7 N, and from 2.01 mJ to 5.23 mJ, respectively. The means of apparent elasticity modulus for compressive test on the core specimens was calculated to be 1.762 GPa at 17% moisture content and 2.835 GPa at 11% moisture content. Compressive strength and apparent elasticity modulus for Khazar variety were determined to be 36 MPa and 973.4 MPa, respectively. Some of the mechanical properties compared well with the published data.

کلیدواژه‌ها English

Mechanical properties
Rice
Compression test
Failure stress
Elasticity modulus