3.2.2. Ползучесть

P{t) = P_Qe~^xn+P_x

Идентификация параметров модели релаксации (3.4), по да рис. 3.8, дает значения Р₀ = 1,5-Ю⁶ Н/м², Т = 5,5 мин, Р₀₀ = 2,3-10' (квадрат коэффициента корреляции R² = 0,99).

На рис. 3.8 дана реологическая кривая пшеницы Саратовской 29 (влажность W = 16,8%) при быстром нагружении постоянной силой Р = 25 Н [12].

40 60

Время, мин

Рис. 3.8. Деформационная кривая зерновки пшеницы Саратовской 29 влажностью W= 16,8% при ее быстром нагружении постоянной силой 25 Н

В течение короткого времени происходит упруго-вязкое деформи­рование, затем наступает стадия пластического деформирования, кото­рая может быть охарактеризована постоянной скоростью, в данном слу­чае V_n = 33-10~³ с^-1. Относительную остаточную деформацию е_п при фиксированной выдержке можно оценить после разгрузки зерновки.

3.2.3. Релаксация

Кривая релаксации зерновки пшеницы влажностью W = 12% при приложении фиксированной деформации показана на рис. 3.9.

Однако экспериментальная кривая не соответствует модели Мак­свелла (3.2). Условное напряжение не падает до нуля, а стабилизируется па некоторой фиксированной величине (равновесное напряжение), что больше соответствует модели вида:

(3.4) нным Н/м

²

25

20

10 15 Время, мин

Рис. 3.9. Кривая релаксации зерновки пшеницы влажностью W= 12%

С ростом влажности и температуры постоянная времени релакса­ции убывает, т. е. зерновка быстрее переходит в состояние равновесного напряжения, при этом само значение равновесного условного напряже­ния также снижается.

3.2.4. Вибродинамические характеристики

Вибродинамическими характеристиками зерна являются:

• коэффициент потерь г), характеризующий рассеяние энергии при продольных колебаниях. Величина безразмерная;

• динамическая жесткость образца/Г динамическая сила, необходимая для растяжения (сжатия) образца на 1 м. Единица измерения - Н/м;

• механическое сопротивление Z - отношение силы, возбуждающей колебания, к скорости колебаний. Единица измерения - Н с/м.

Основой установки для измерения вибродинамических характери­стик является виброметр, схема которого дана на рис. 3.10.

Подвижные детали виброметра (столик, подвески, силовая и измери­тельная катушки, соединительный стержень) образуют колебательную систему с одной степенью свободы, имеющую одну резонасную частоту f_r.

Виброметр с уложенными на его столик образцами и грузом пред­ставляет собой колебательную систему с двумя степенями свободы и, соответственно, с двумя резонансными частотами.

Для проведения измерений собирают установку, схема которой да­на на рис. 3.11

.

Рис. 3.10. Схема виброметра:

/ - груз; 2 - образец; 3 - столик; 4 - подвеска; 5 - силовая катушка; б - маг­нитная система; 7 - соединительный стержень; 8 - подвеска; 9 - измеритель­ная катушка; 10 - магнитная система; 11- основание; 12 схема коммута­ции; 13 - тумблер контактной платы

Измерительная схема работает следующим образом: ток звукового генератора 3 приводит в колебательное движение силовую катушку 2 и жестко с ней связанную измерительную катушку 4. Падение напряже­ния U на безреактивном сопротивлении 5, пропорциональное току в силовой катушке и, следовательно, силе, возбуждающей колебания, из­меряется электронным вольтметром 7. Электродвижущая сила измери­тельной катушки V (пропорциональная скорости движения столика виб­ратора) измеряется электронным вольтметром 8.

Тарировка виброметра служит для определения жесткости подвес­ки К и приведенной массы подвижной системы виброметра пг_и механи­ческого сопротивления подвижной системы Z\ и коэффициента элек­тромеханического сопротивления q.

Рис. 3.11. Схема измерительной установки:

/ - виброметр; 2 - силовая катушка виброметра; 3 - звуковой генератор; 4 - измерительная катушка виброметра; 5 - безреактивное сопротивление; 6 - частотомер; 7 и 8 - электронные вольтметры; 9 - осциллограф

Для тарировки определяют:

• резонансную частоту подвижной системы виброметра f_T, при этом падение напряжения на сопротивлении (показания вольтметра си­ловой катушки) должно находиться в пределах 1-2 В;

• напряжения U (силовой катушки) и V (измерительной катушки) при колебаниях подвижной системы виброметра на резонансной частоте fa

• частоты /| < /_г и /₂ ^>f_r , при которых напряжение V уменьшается в два раза;

• резонансную частоту подвижной системы виброметра/_т при уста­новке на его столик груза 1 кг.

'Гарировочные параметры тК\, Z\\\q определяются по формулам:

«1= 1/[(Ш²-1], кг;

К\ = 4 Я²/_г/77|, Н/М;

Z, = 2л m\{j\\ ~f\)l, Н с/м;

<7= 100Z, VHJ, НсОм/м.

Проведение измерений на образцах выполняется в следующей по­следовательности:

I. На столик вибратора устанавливают три одинаковых по толщине зерна, на расстоянии 10 мм от края столика, располагая их под углом 120° друг к другу. Сверху образцы нагружают грузом массы М.

2. Определяют вторую резонансную частоту системы / > f_r, заме­ряют V и U.

3. Рассчитывают: