玉米种子内部机械裂纹检测与机理研究

为深入研究因脱粒造成的玉米种子内部机械裂纹机理及其对发芽与出苗的影响,构建玉米种子内部机械损伤计算机识别系统,改进玉米种子脱粒原理和脱粒部件参数,研究了盛单216等3个品种玉米种子的籽粒外观特征,并借助体视显微技术分析了内部机械裂纹损伤特征、分布状况与形成规律等,探讨了玉米种子内部机械裂纹的成因。研究结果表明:玉米种子籽粒外形和内部机械裂纹状况差异显著;3种玉米种子普遍存在内部机械裂纹,长裂纹损伤率平均为39.8%;果穗喂入时籽粒冠部受到脱粒部件的冲击是裂纹形成的主要原因,在玉米籽粒冠部形成冲击区并产生裂纹,裂纹向胚部扩展;内部裂纹信息应从籽粒冠部和背面提取。

玉米种子内部机械裂纹扩展过程研究

为研究脱粒过程中玉米种子内部机械裂纹的扩展过程,设计玉米种子专用脱粒机,本文在给出玉米种子内部产生的机械裂纹脆性断裂扩展的8种分形扩展模型的同时,对所给模型进行了基于能量平衡理论和分形几何理论的动力学分析。结果发现:脱粒过程中玉米种子内部产生的机械裂纹通过淀粉颗粒,玉米种子内部机械裂纹的扩展路径走向、不规则性与其分形效应程度有关;脱粒过程中,玉米种子内部产生的机械裂纹发生沿淀粉颗粒边缘和过淀粉颗粒耦合脆性断裂扩展的可能性最大,其次为沿淀粉颗粒边缘脆性断裂扩展,接下来为过淀粉颗粒脆性断裂,发生分叉脆性断裂扩展的可能性最小。