水稻吸湿过程的内部传质及裂纹机理研究

假定水稻为复合椭球体 ,在圆柱坐标下 ,利用有限元法 ,通过改进的传质模型和粘弹性力学模型 ,对吸湿环境下水稻颗粒内部水分分布和应力应变分布进行数学模拟。模拟结果表明 :水稻吸湿时 ,表层含水率很快达到平衡水分 ,中心含水率变化缓慢 ;水稻颗粒中心所受拉应力最大 ,表层所受压应力最大 ,沿颗粒横向从内向外应力由受拉逐渐变为受压 ;水稻颗粒中心首先形成应力裂纹的可能性最大。利用吸湿实验对模拟结果进行了间接验证。

稻谷吸湿过程中内部应力峰值分析

使用空间轴对称有限元方法 ,将稻谷颗粒视为由 3种材料组成的 3层旋转椭球体 ,在不同初始湿度M0 、温度 T和相对湿度 RH 条件下 ,对内部的湿度 M、温度 T进行了数值模拟 ,应用所得结果对吸湿应力场进行了数值计算 ,分析了胚乳中截面的应力分布随时间的变化。计算结果表明 ,拉伸应力峰值出现在谷粒中心 ,垂直于中截面。由于此峰值应力对裂纹的产生有直接的影响 ,本文着重研究了 M0 、RH 和颗粒吸湿量对中心轴向应力峰值及其出现时间的影响。