專利名稱：一種干米線的力學質(zhì)地特性的測定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于食品物料物性力學檢測領(lǐng)域，涉及一種干米線的力學質(zhì)地特性的測定 方法，尤其涉及干米線的彎曲折斷率和彈性模量的測定方法。
背景技術(shù)：
干米線又稱米粉干或干米粉絲，是以大米為主要原料加工而成的一種截面為矩形 或圓形的細條狀米制品，也是我國南方人民群眾喜愛的傳統(tǒng)米制品，具有粉條韌，不易斷、 柔軟細膩、口感爽滑等特點。彎曲折斷率、彈性模量是干米線品質(zhì)評價最基本的力學特性指 標，是表征干米線的組分和加工工藝及質(zhì)量的綜合評定的指標，是判斷干米線內(nèi)在質(zhì)量的 評價指標，然而目前還沒有干米線的國家標準、行業(yè)標準，只有湖南、廣西、江西等地的地方 標準?，F(xiàn)行的干米線地方標準中，江西省地方標準(米粉干，DB36/T322-1998)評價體系相 對比較全面，但力學特性指標僅僅列出彎曲折斷率，而未將彈性模量納入評價指標體系。此 外，該標準在彎曲折斷率檢測方法方面，仍參考掛面已淘汰的行業(yè)標準(LS74-82)中彎曲 折斷率檢測方法，即用干米線彎曲弧高與長度的比值，而且僅僅規(guī)定了直徑1.4mm以下干 米線彎曲弧高比長小于1. 8比10折斷，即為彎曲折斷條；缺失直徑1. 4mm以上干米線彎曲 弧高比長的規(guī)定值和干米線試樣的長度規(guī)定，干米線試樣長度對其彎曲能力影響很大。因 此，本發(fā)明的干米線力學質(zhì)地測定方法具有現(xiàn)實意義；為干米線力學質(zhì)地評價建立科學的 儀器測定方法，提高檢測的技術(shù)含量；為其生產(chǎn)加工及品質(zhì)評價奠定了基礎(chǔ)。目前，國內(nèi)外 未見相關(guān)文獻報道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決目前干米線彎曲折斷率檢測方法不科學，彈性模量測定 方法缺失等不足，提供了一種簡單易操作的基于壓桿后屈曲的干米線彎曲折斷率和彈性模 量測定方法。本發(fā)明測定方法采用的技術(shù)方案是采用如下步驟取一定根數(shù)的干米線，截成規(guī) 定的長度，分別置于靜壓頭和動壓頭之間；起動加載測量裝置，動壓頭在加載測量裝置動臂 帶動下對干米線進行軸向壓彎加載，使干米線發(fā)生軸向壓彎變形，動壓頭加載過程的試樣 的端部軸向位移量和施加的載荷由加載測量裝置自動記錄并存儲，一個試樣測試結(jié)束后加 載測量裝置給出軸向位移量與載荷的關(guān)系試驗曲線(如說明書附圖1所示)；動壓頭的速 度為0. lmm/s，動壓頭工作的軸向位移量應(yīng)大于根據(jù)干米線試樣長度而規(guī)定的彎曲折斷的 端部軸向位移量值(即臨界值)(臨界值所對應(yīng)的端部轉(zhuǎn)角為θ。)，即應(yīng)大于彎曲折斷的 臨界值；從試驗曲線中提取彈性模量計算規(guī)定的干米線端部軸向位移量Δ1所對應(yīng)的載荷 P，通過計算得出干米線彈性模量。具體計算如下干米線軸向壓彎試驗彈性模量計算公式
3 其中，E為干米線彈性模量(N/m2)，P為某端部軸向位移量Δ 1 (端部轉(zhuǎn)角θ。)的 屈曲壓力(N)，1為干米線長度(mm)，d為干米線直徑(mm)，，《)為橢圓積分值(與干 米線端部轉(zhuǎn)角θ。對應(yīng)的值)彎曲折斷評價是按照是否達到干米線彎曲折斷試驗規(guī)定的端部軸向位移量(即 臨界值)進行判別的；在試驗時，當干米線試樣端部軸向位移量未達到規(guī)定值而折斷，即為 彎曲折斷條，在試驗曲線中表現(xiàn)為在端部軸向位移量規(guī)定值之前載荷P為零，因此，從規(guī)定 的試樣總數(shù)所對應(yīng)的試驗曲線組中提取臨界值之前載荷P為零的試驗曲線的根數(shù)，即為試 樣彎曲折斷條根數(shù)；彎曲折斷條根數(shù)與試驗總根數(shù)之比的百分比為彎曲折斷率。具體計算 如下干米線彎曲折斷率評定方法和計算公式 本發(fā)明基于壓桿后屈曲的大撓度理論，建立了基于壓桿后屈曲法的干米線彈性模 量測定方法和計算方法，建立了干米線彎曲折斷率測定方法和評價方法，用于評價干米線 的力學質(zhì)地特性。本發(fā)明具有以下優(yōu)越性1、試驗過程簡便，不需要添加新設(shè)備，可以直接利用現(xiàn)有的食品力學物性測試儀 或具有位移和力測定模式的其它加載設(shè)備；2、干米線原料長度不受限制，干米線試樣長度一般控制在IOO-ISOmm ；3、避免了現(xiàn)有技術(shù)中三點彎曲測定時，干米線自重、不平整的影響以及變形長度 變化和中點撓度設(shè)定的困難。4、避免了現(xiàn)有技術(shù)中拉伸試驗時，由于干米線試樣夾持中應(yīng)力集中而需要對在測 試有效長度區(qū)域作等寬減小處理的困難。5、避免了現(xiàn)有技術(shù)中干米線彎曲折斷率測定方法的不合理、不科學和評價指標的缺失。6、一次試驗可以得出于米線的兩個力學質(zhì)地參數(shù)。7、由于干米線后屈曲壓力比較穩(wěn)定，因此，測試精度更高，測量更科學。
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖1為長度IOOmm(直徑> 1. 4mm)的干米線軸向壓彎試驗中軸向位移量與載荷關(guān) 系的曲線，其中軸向位移量0. 76mm處載荷為彈性模量計算載荷；軸向位移量1.50mm處為彎 曲折斷率評定規(guī)定的軸向位移量值(即臨界值)，本圖中試樣在臨界值之前未折斷，載荷不 等于零；而該試樣折斷發(fā)生在5. Imm處，此時載荷為零。圖2是本發(fā)明的干米線力學質(zhì)地測定時的加載測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖，其中1為底 座、2為靜壓頭、3為干米線(試樣)、4為動壓頭、5為力傳感器、6為加載測量裝置動臂，θ ο即端部轉(zhuǎn)角為干米線端部切線與兩端部連線之間的夾角。
具體實施例方式將干米線制成一定規(guī)格的干米線試樣3分別置于靜壓頭2和動壓頭4之間(如圖 2所示)；起動加載測量裝置，動壓頭4在加載測量裝置動臂6帶動下對干米線試樣3進行 軸向壓彎加載，使干米線發(fā)生軸向壓彎變形，動壓頭軸向位移量和載荷由加載測量裝置自 動記錄并存儲；動壓頭4的速度為0. lmm/s，動壓頭工作的軸向位移量應(yīng)大于由干米線長度 和設(shè)定的端部轉(zhuǎn)角所對應(yīng)的軸向位移量所確定的值；動壓頭4軸向位移量和載荷由加載測 量裝置給出軸向位移量與載荷的關(guān)系曲線(簡稱試驗曲線)(如圖1所示)，從試驗曲線中 提取規(guī)定的干米線端部軸向位移量△ 1及其對應(yīng)的載荷P，通過計算得出干米線彈性模量。干米線軸向壓彎試驗彈性模量計算公式 其中，E為干米線彈性模量(N/m2)，P為某端部軸向位移量Δ 1 (端部轉(zhuǎn)角θ。)的屈曲壓力(N)，1為干米線長度(mm)，d為干米線直徑(mm)，F(xiàn)(f，《)為橢圓積分值(與干米線端部轉(zhuǎn)角θ。對應(yīng)的值)，如干米線長度1為
100謹，端部軸向位移量Δ1為0.76謹(端部轉(zhuǎn)角Θ。為10° )時彳(f"，《0=1·5738，米線試 樣的長度為其他長度值時彈性模量計算評定用參數(shù)見表1。彎曲折斷評價是按照是否達到干米線彎曲折斷試驗規(guī)定的端部軸向位移量(即 臨界值)進行判別的；在試驗時，當干米線試樣端部軸向位移量未達到規(guī)定值而折斷，即為 彎曲折斷條，在試驗曲線中表現(xiàn)為在端部軸向位移量規(guī)定值之前載荷P為零，因此，從規(guī) 定的試樣總數(shù)所對應(yīng)的試驗曲線組中提取臨界值之前載荷P為零的試驗曲線的根數(shù)，即為 試樣彎曲折斷條根數(shù)；彎曲折斷條根數(shù)與試驗總根數(shù)之比的百分比為彎曲折斷率。具體計 算如下干米線彎曲折斷率評定方法和計算公式抽取平直粗細均勻的干米線20根，截成100mm，干米線直徑1. 4mm以下，端部軸向 位移量Δ 1(端部轉(zhuǎn)角θ。)小于2. 06mm(16. 5° )折斷；干米線直徑1. 4mm以上，端部軸向 位移量Δ1(端部轉(zhuǎn)角Θ。)小于1.50mm(14° )折斷；即為彎曲折斷條。米線試樣的長度為 其他長度值時彎曲折斷率評定方法用參數(shù)見表1。干米線彎曲折斷率計算公式
彎曲折斷率( / ) 二、二斷根數(shù)· 試驗試樣總根數(shù)表1其他長度時彈性模量計算和彎曲折斷率評定用參數(shù)
5 下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明。下面通過8個實施例對本發(fā)明再作詳細說明實施例1干米線3的彈性模量測定方法和彎曲折斷率測定方法，隨機抽取平直粗細均勻的 干米線(直徑> 1. 4mm) 20根，截成IOOmm分別置于靜壓頭2和動壓頭4之間(如圖2所 示)；起動加載測量裝置，動壓頭4在加載測量裝置動臂6帶動下對干米線試樣3進行軸向 壓彎加載，使干米線發(fā)生軸向壓彎變形，動壓頭軸向位移量和載荷由加載測量裝置自動記 錄并存儲；動壓頭4的速度為0. lmm/s，動壓頭工作的軸向位移量2mm ；動壓頭4軸向位移 量和載荷由加載測量裝置給出軸向位移量與載荷的關(guān)系曲線，從關(guān)系曲線中提取干米線端 部軸向位移量為0. 76mm及其對應(yīng)的載荷P，通過計算公式得出干米線彈性模量，最后計算 20根的平均值；根據(jù)干米線彎曲折斷試驗規(guī)定的端部軸向位移量值1. 50mm判別彎曲折斷 的根數(shù)，彎曲折斷條根數(shù)與試驗總根數(shù)之比的百分比為彎曲折斷率。實施例2干米線3的彈性模量測定方法和彎曲折斷率測定方法，隨機抽取平直粗細均勻的 干米線(直徑彡1. 4mm) 20根，截成IOOmm分別置于靜壓頭2和動壓頭4之間(如圖2所 示)；起動加載測量裝置，動壓頭4在加載測量裝置動臂6帶動下對干米線試樣3進行軸向 壓彎加載，使干米線發(fā)生軸向壓彎變形，動壓頭軸向位移量和載荷由加載測量裝置自動記 錄并存儲；動壓頭4的速度為0. lmm/s，動壓頭工作的軸向位移量2. 5mm ；動壓頭4軸向位 移量和載荷由加載測量裝置給出軸向位移量與載荷的關(guān)系曲線，從關(guān)系曲線中提取干米線 端部軸向位移量為0. 76mm及其對應(yīng)的載荷P，通過計算公式得出干米線彈性模量，最后計 算20根的平均值；根據(jù)干米線彎曲折斷試驗規(guī)定的端部軸向位移量值2. 06mm判別彎曲折 斷的根數(shù)，彎曲折斷條根數(shù)與試驗總根數(shù)之比的百分比為彎曲折斷率。實施例3干米線3的彈性模量測定方法和彎曲折斷率測定方法，隨機抽取平直粗細均勻的 干米線(直徑> 1. 4mm) 20根，截成120mm分別置于靜壓頭2和動壓頭4之間(如圖2所 示)；起動加載測量裝置，動壓頭4在加載測量裝置動臂6帶動下對干米線試樣3進行軸向 壓彎加載，使干米線發(fā)生軸向壓彎變形，動壓頭軸向位移量和載荷由加載測量裝置自動記 錄并存儲；動壓頭4的速度為0. lmm/s，動壓頭工作的軸向位移量3mm ；動壓頭4軸向位移 量和載荷由加載測量裝置給出軸向位移量與載荷的關(guān)系曲線，從關(guān)系曲線中提取干米線端 部軸向位移量為2. 06mm及其對應(yīng)的載荷P，通過計算公式得出干米線彈性模量，最后計算 20根的平均值；根據(jù)干米線彎曲折斷試驗規(guī)定的端部軸向位移量值2. 64mm判別彎曲折斷
6的根數(shù)，彎曲折斷條根數(shù)與試驗總根數(shù)之比的百分比為彎曲折斷率。實施例4干米線3的彈性模量測定方法和彎曲折斷率測定方法，隨機抽取平直粗細均勻的 干米線(直徑彡1. 4mm) 20根，截成120mm分別置于靜壓頭2和動壓頭4之間(如圖2所 示)；起動加載測量裝置，動壓頭4在加載測量裝置動臂6帶動下對干米線試樣3進行軸向 壓彎加載，使干米線發(fā)生軸向壓彎變形，動壓頭軸向位移量和載荷由加載測量裝置自動記 錄并存儲；動壓頭4的速度為0. lmm/s，動壓頭工作的軸向位移量4mm ；動壓頭4軸向位移 量和載荷由加載測量裝置給出軸向位移量與載荷的關(guān)系曲線，從關(guān)系曲線中提取干米線端 部軸向位移量為2. 06mm及其對應(yīng)的載荷P，通過計算公式得出干米線彈性模量，最后計算 20根的平均值；根據(jù)干米線彎曲折斷試驗規(guī)定的端部軸向位移量值3. 62mm判別彎曲折斷 的根數(shù)，彎曲折斷條根數(shù)與試驗總根數(shù)之比的百分比為彎曲折斷率。實施例5干米線3的彈性模量測定方法和彎曲折斷率測定方法，隨機抽取平直粗細均勻的 干米線(直徑> 1. 4mm) 20根，截成150mm分別置于靜壓頭2和動壓頭4之間(如圖2所 示)；起動加載測量裝置，動壓頭4在加載測量裝置動臂6帶動下對干米線試樣3進行軸向 壓彎加載，使干米線發(fā)生軸向壓彎變形，動壓頭軸向位移量和載荷由加載測量裝置自動記 錄并存儲；動壓頭4的速度為0. lmm/s，動壓頭工作的軸向位移量5. 5mm ；動壓頭4軸向位 移量和載荷由加載測量裝置給出軸向位移量與載荷的關(guān)系曲線，從關(guān)系曲線中提取干米線 端部軸向位移量為2. 58mm及其對應(yīng)的載荷P，通過計算公式得出干米線彈性模量，最后計 算20根的平均值；根據(jù)干米線彎曲折斷試驗規(guī)定的端部軸向位移量值5. Olmm判別彎曲折 斷的根數(shù)，彎曲折斷條根數(shù)與試驗總根數(shù)之比的百分比為彎曲折斷率。實施例6干米線3的彈性模量測定方法和彎曲折斷率測定方法，隨機抽取平直粗細均勻的 干米線(直徑彡1. 4mm) 20根，截成150mm分別置于靜壓頭2和動壓頭4之間(如圖2所 示)；起動加載測量裝置，動壓頭4在加載測量裝置動臂6帶動下對干米線試樣3進行軸向 壓彎加載，使干米線發(fā)生軸向壓彎變形，動壓頭軸向位移量和載荷由加載測量裝置自動記 錄并存儲；動壓頭4的速度為0. lmm/s，動壓頭工作的軸向位移量7. 5mm ；動壓頭4軸向位 移量和載荷由加載測量裝置給出軸向位移量與載荷的關(guān)系曲線，從關(guān)系曲線中提取干米線 端部軸向位移量為2. 58mm及其對應(yīng)的載荷P，通過計算公式得出干米線彈性模量，最后計 算20根的平均值；根據(jù)干米線彎曲折斷試驗規(guī)定的端部軸向位移量值7. 09mm判別彎曲折 斷的根數(shù)，彎曲折斷條根數(shù)與試驗總根數(shù)之比的百分比為彎曲折斷率。實施例7干米線3的彈性模量測定方法和彎曲折斷率測定方法，隨機抽取平直粗細均勻的 干米線(直徑> 1.4mm) 20根，截成180mm分別置于靜壓頭2和動壓頭4之間(如圖2所 示)；起動加載測量裝置，動壓頭4在加載測量裝置動臂6帶動下對干米線試樣3進行軸向 壓彎加載，使干米線發(fā)生軸向壓彎變形，動壓頭軸向位移量和載荷由加載測量裝置自動記 錄并存儲；動壓頭4的速度為0. lmm/s，動壓頭工作的軸向位移量9mm;動壓頭4軸向位移量 和載荷由加載測量裝置給出軸向位移量與載荷的關(guān)系曲線，從關(guān)系曲線中提取干米線端部 軸向位移量為3. 09mm及其對應(yīng)的載荷P，通過計算公式得出干米線彈性模量，最后計算20根的平均值；根據(jù)干米線彎曲試驗端部軸向位移量的規(guī)定值8. 50mm判別彎曲折斷的根數(shù)， 彎曲折斷條根數(shù)與試驗總根數(shù)之比的百分比為彎曲折斷率。實施例8干米線3的彈性模量測定方法和彎曲折斷率測定方法，隨機抽取平直粗細均勻的 干米線(直徑彡1. 4mm) 20根，截成180mm分別置于靜壓頭2和動壓頭4之間(如圖2所 示)；起動加載測量裝置，動壓頭4在加載測量裝置動臂6帶動下對干米線試樣3進行軸向 壓彎加載，使干米線發(fā)生軸向壓彎變形，動壓頭軸向位移量和載荷由加載測量裝置自動記 錄并存儲；動壓頭4的速度為0. lmm/s，動壓頭工作的軸向位移量12. 5mm ；動壓頭4軸向位 移量和載荷由加載測量裝置給出軸向位移量與載荷的關(guān)系曲線，從關(guān)系曲線中提取干米線 端部軸向位移量為3. 09mm及其對應(yīng)的載荷P，通過計算公式得出干米線彈性模量，最后計 算20根的平均值；根據(jù)干米線彎曲折斷試驗規(guī)定的端部軸向位移量值12. 16mm判別彎曲折 斷的根數(shù)，彎曲折斷條根數(shù)與試驗總根數(shù)之比的百分比為彎曲折斷率。
權(quán)利要求
一種干米線的力學質(zhì)地特性的測定方法，其特征是采用如下步驟計算干米線的彈性模量和彎曲折斷率A、將干米線制成一定規(guī)格的干米線試樣(3)分別置于靜壓頭(2)和動壓頭(4)之間，起動加載測量裝置，動壓頭(4)在加載測量裝置動臂(6)帶動下對干米線試樣(3)進行軸向壓彎加載，使干米線(3)發(fā)生軸向壓彎變形，動壓頭(4)加載過程的試樣的軸向位移量和施加的載荷由加載測量裝置自動記錄并存儲，一個試樣測試結(jié)束后加載測量裝置給出軸向位移量Δl與載荷P的關(guān)系試驗曲線；B、從試驗曲線中提取規(guī)定的干米線端部軸向位移量Δl及其對應(yīng)的載荷P，通過計算得出干米線彈性模量；計算公式如下 <mrow><mi>E</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mn>16</mn><mi>P</mi><msup> <mi>l</mi> <mn>2</mn></msup> </mrow> <mrow><mi>π</mi><msup> <mrow><mo>(</mo><mi>F</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mi>π</mi><mn>2</mn> </mfrac> <mo>,</mo> <mi>α</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn></msup><msup> <mi>d</mi> <mn>4</mn></msup> </mrow></mfrac><mo>×</mo><msup> <mn>10</mn> <mn>6</mn></msup> </mrow>其中E為干米線彈性模量(N/m2)，P為某端部軸向位移量Δl即端部轉(zhuǎn)角θo時的屈曲壓力(N)，l為干米線長度(mm)，d為干米線直徑(mm)，與干米線端部轉(zhuǎn)角θo對應(yīng)的為橢圓積分值；C、彎曲折斷評價是按照是否達到干米線彎曲折斷試驗規(guī)定的端部軸向位移量即臨界值進行判別的；在試驗時，當干米線試樣端部軸向位移量未達到規(guī)定值而折斷，即為彎曲折斷條，在試驗曲線中表現(xiàn)為在端部軸向位移量規(guī)定值之前載荷P為零，從規(guī)定的試樣總數(shù)所對應(yīng)的試驗曲線組中提取臨界值之前載荷P為零的試驗曲線的根數(shù)，即為試樣彎曲折斷條根數(shù)；彎曲折斷條根數(shù)與試驗總根數(shù)之比的百分比為彎曲折斷率；具體計算如下F2009100358966C00012.tif,F2009100358966C00013.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干米線的力學質(zhì)地特性的測定方法，其特征是動壓頭 (4)的速度為0. lmm/s，動壓頭(4)工作的軸向位移量應(yīng)大于根據(jù)干米線試樣長度而規(guī)定的 彎曲折斷的端部軸向位移量值即臨界值。
全文摘要
一種干米線的力學質(zhì)地特性的測定方法，屬于食品物料物性力學檢測領(lǐng)域。采用如下步驟將一定規(guī)格的干米線試樣分別置于靜壓頭和動壓頭之間，起動加載測量裝置，動壓頭在加載測量裝置動臂的帶動下對干米線試樣進行軸向壓彎加載，使干米線發(fā)生軸向壓彎變形，動壓頭加載過程的試樣的軸向位移量和施加的載荷由加載測量裝置自動記錄并存儲，一個試樣測試結(jié)束后加載測量裝置給出軸向位移量Δl與載荷P的關(guān)系試驗曲線；從試驗曲線中提取規(guī)定的干米線端部軸向位移量Δl及其對應(yīng)的載荷P，通過計算和評價得出于米線彈性模量和彎曲折斷率。本發(fā)明基于壓桿后屈曲的大撓度理論，建立了干米線彈性模量和彎曲折斷率測定方法。
文檔編號G01N3/20GK101929933SQ20091003589
公開日2010年12月29日 申請日期2009年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日
發(fā)明者任曉鋒, 劉瑞霞, 姜松, 朱紅力, 趙杰文, 黃廣鳳 申請人:江蘇大學