Сложность прогнозирования поведения зерна и семян различных сельскохозяйственных культур при циклическом нагружении связана с тем, что оно зависит от многих факторов:
1) структурного состояния зерна и семян (химической состав семян); 2) влажность поверхностной и внутренней; 3) теплоемкостью и температуропроводностью 4) содержание воздуха в эндосперме; 5) фракционное свойство; 6) прочность семян; 7) аэродинамическое свойство; 8) размерностью и формами семян; 9) состояния поверхностного слоя; 10) температуры и среды испытания; 11) масштабного фактора; 12) частоты нагружения; 13) асимметрии цикла нагружения; 14) вида напряженного состояния; 15) контактного трения.
Кратко остановимся на рассмотрении некоторых, этих факторов. Следует отметить, что различные факторы часто по-разному влияют на циклическую прочность зерна (без концентратора напряжений) и закономерности хода кинетических диаграмм усталостного разрушения, которые строятся с использованием зерна с заранее установленной зерен, исходной усталостной трещиной.
1. Влияние состояния поверхностного слоя
Как правило, усталостное разрушение начинается с поверхности зерна. Это связано с тем, что наиболее интенсивная пластическая деформация при усталости протекает в приповерхностных слоях глубиной в два меньше размера зерна. Поведение и состояние этого слоя определяет долговечность до зарождения усталостных трещин и во взаимосвязи с деформационными характеристиками зерна, обусловливает уровень порогового коэффициента интенсивности напряжений, необходимого для старта усталостной трещины. Наличие концентраторов напряжений (например, от механической обработки зерновой культуры, через решета и т.п.) и других дефектов на поверхности, агрессивной среды и ряда других факторов приводит к снижению предела выносливости.
2. Влияние частоты нагружения
При испытании в условиях комнатной температуры с ростом частоты испытания несколько возрастают величины пределов выносливости и число циклов до разрушения зерен. Увеличение частоты приводит к повышению пределов выносливости. Имеются два фактора, которые могут способствовать этому явлению. Во-первых, долговечность может быть связана с величиной пластической де формации в процессе каждого цикла изменения нагружения, а при высоких частотах это время мало для того, чтобы произошла деформация, так что результирующее повреждение может быть меньше. Этот эффект имеет более важное значение при высоких температурах.
3. Влияние концентрации напряжений
Концентрация напряжений в зерне, связанная с дефектами, как правило, приводит к снижению предела выносливости. Необходимо отметить, что усталостная трещина сама по себе является надрезом, вызывающим высокую концентрацию напряжений. В области концентратора повышается локальное напряжение в материале. Фактическое напряжение у вершины концентратора σmax значительно больше номинального σн коэффициентом концентрации напряжений при их упругом распределении.
4. Влияние контактного трения
В практике часто циклической нагрузке подвергаются зерна, прошедшие через металлические поверхности. В этом случае из-за контактного трения поверхностные слои зерен разрушаются.
Наличие контактного трения при циклическом нагружении в общем случае приводит к снижению циклической прочности зерна.
Таким образом, для оптимального проектирования элементов конструкции зерноочистительных машин и агрегатов, сопряженных с обрабатываемой культурой, следует учитывать поведение обрабатываемого материала при статических и динамических деформациях и при каких-либо более сложных видах нагружении.
Библиографическая ссылка
Гимадиев А.М. ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОВЕДЕНИЯ ЗЕРЕН И СЕМЯН РАЗЛИЧНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ // Международный журнал экспериментального образования. – 2010. – № 5. – С. 68-69;URL: https://expeducation.ru/ru/article/view?id=593 (дата обращения: 22.12.2024).