花椒力学特性的测定与分析

摘要

研究分析成熟期花椒的力学特性,旨在为花椒机械采收方式的选择及机构的设计提供理论依据。以山西省临汾市成熟期的大红袍花椒为试验对象,分别测定了花椒果实的压缩力学特性、穗柄的剪切力学特性、花椒果实与果柄连接处及穗柄的拉伸力学特性。结果表明,成熟期花椒的压缩、剪切、拉伸等力学特性指标值的变化范围:花椒果实受压的屈服载荷为31.40~66.34 N,平均屈服载荷为49.01 N;穗柄剪切力为2.18~5.58 N,平均剪切力为4.15 N,平均抗剪强度为1.60 MPa;穗柄抗拉力为5.03~15.04 N,平均抗拉力为8.60 N,平均抗拉强度为4.61 MPa;果实与果柄连接处抗拉力为2.30~4.83 N,平均抗拉力为3.86 N,显著小于穗柄抗拉力,平均抗拉强度为4.08 MPa。因此,机械采收花椒时机构作用在花椒果实上的压缩载荷应低于所测屈服载荷最小值31.40 N,否则会对花椒果实造成损伤;若采用剪切式采收方式,施加在穗柄处的剪切力应不低于2.18 N,采用负压等拉伸式采收方式应尽量选择在果实与果柄连接处进行分离采收。