糙米撞击裂纹扩展的分形研究

摘要

为了减少糙米在砻谷、碾白加工过程中内部损伤及碎米率,探究糙米在受撞击时应力裂纹生成扩展机理及影响因素,针对不同品种、不同含水率和承受不同撞击动量的糙米,采用扫描电镜观察糙米断裂面,并应用Image J和Fraclac软件分别对糙米断裂面进行图像处理和分形维数识别计算,研究了糙米含水率、品种和撞击动量与糙米内部裂纹分形维数、裂纹临界扩展力的关系.试验结果表明:糙米应力裂纹的生成扩展符合分形特征,分形维数可作为表征糙米内部损伤破裂的重要参数.撞击动量与分形维数、裂纹临界扩展力呈正相关,含水率与分形维数、裂纹临界扩展力呈负相关.糙米含水率越低、撞击动量越高,则其内部裂纹分形维数越大,裂纹临界扩展力越大.同时,糙米品种对分形维数和临界扩展力也有影响.研究结果对完善糙米损伤破碎基础理论及提高糙米加工技术水平具有一定的指导意义.