雞蛋靜載特性分析及有限元研究.pdf

1、雞蛋在采集、加工、運輸和流通過程中極易破損。為了確保生產、加工和裝備設計的合理性，需要深入研究雞蛋的力學性能和破損機理。利用質地分析儀及相關試驗裝置，研究了雞蛋的靜載力學特性，并運用有限元方法分析了雞蛋受載應力分布。 采用P100平板探頭和采用P2柱形探頭，分別研究了雞蛋的壓縮和穿刺力學特性，雞蛋的大端、小端和橫軸徑方向的壓縮強度分別為40.39N，42.85N40.39N，分析得出在不同部位受到相同的外載荷時，雞蛋橫周徑所能承

2、受的最大力要大于雞蛋的大頭和小頭；雞蛋的大端、小端和橫軸徑方向的穿刺強度分別為31.8N，26.99N，29.98。建立了雞蛋表觀彈性模量的計算和測定方法，雞蛋表觀接觸彈性模量為1034.75MPa，標準偏差為68.94MPa(雞蛋最大強度平均值為40.73N，標準偏差為7.4N，平均變形量為0.39mm，標準偏差為0.06mm)。 研究了點、面、環(huán)狀等不同加載方式和蛋殼厚度、蛋重、蛋形指數(shù)、曲率半徑和儲藏時間對雞蛋抗載能力的影

3、響。結果表明，雞蛋的最大抗載因加載方式的不同而變化，縱向加載所能承受的最大抗載要小于橫向加載所承受的最大抗載。采用環(huán)狀加載，雞蛋所承受的最大抗載要大于雞蛋受平板探頭壓縮的最大抗載。蛋重與雞蛋最大抗載的相關性不顯著。蛋形指數(shù)與最大抗載相關性在α=0.01．水平上顯著，蛋殼厚度對最大抗載影響較大，不同部位由于蛋殼厚度的不同而略有差異。儲藏時間對最大抗載有一定影響。雞蛋兩端頂點處曲率半徑對雞蛋的最大抗載有明顯影響，隨著曲率半徑的增大，雞蛋所能

4、承受的最大抗載增大。大頭頂點和小頭頂點曲率半徑與最大抗載的相關性顯著，而橫周徑上曲率半徑與最大抗載的相關性不顯著。 通過建立雞蛋的有限元模型，得到加載后雞蛋不同部位的應力分布云圖。雞蛋的有限元分析結果表明，雞蛋在長軸方向承載時所產生的應力比短軸方向要大，蛋型指數(shù)對應力有一定的影響，與試驗結果相一致。 使用D-200振動實驗臺和ICP力錘采用振動法測量雞蛋的剛度，結果表明：雞蛋固有頻率均值范圍在．569.7-600.21H