بررسي اثر رقم، اندازه و رطوبت دانه بر ضريب كشساني و حداكثر تنش تماسي دانه جو

Effect of Variety, Size and Moisture Content on Modulus of Elasticity and Maximum Contact Stress of Barley

انجام هر نوع تحليل مهندسي به منظور طراحي يا بهينه سازي سامانه هاي ماشيني در مراحل مختلف برداشت و فراوري محصولات دانه اي، از جمله دانه جو، به وجود اطلاعات پايه در زمينه خواص فيزيكي و مكانيكي مواد كشاورزي وابسته است. خواصي كه به‌واسطه ماهيت زيست شناختي مواد كشاورزي در شرايط مختلف به‌طور معني داري تغيير مي كنند. بر اين اساس، در اين پژوهش با انجام 300 آزمون فشاري، دو پارامتر با اهميت ضريب كشساني و تنش تماسي كه عموماً معرف استحكام دانه مي باشند استخراج شد و اثر متغيرهاي مستقل بر آنها از لحاظ آماري مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه عوامل رقم (ارقام سهند، ماكويي و والفجر) و رطوبت، تاثير معني داري بر ضريب كشساني و حداكثر تنش تماسي دانه جو دارند (01/0 > p) درحالي‌كه اثر اندازه دانه بر آنها معني دار نبود. با افزايش رطوبت، تنش تماسي به طور خطي و ضريب كشساني، تحت منحني S- شكل معكوس كاهش مي يابد. بر اين اساس مي توان سطح رطوبت 17درصد (بر پايه تر) را به‌عنوان رطوبت انتقالي در دانه جو در نظر گرفت، به‌طوري كه در مقادير كمتر و بيشتر از آن، دانه به‌ترتيب، رفتاري ترد و نرم از خود نشان مي دهد. محدوده حداكثر تنش ايجاد شده در دانه جو در محدوده كشسان از 243 مگاپاسكال، در رطوبت 25 درصد تا 2832 مگاپاسكال در رطوبت 2/10 درصد متغير بود. به‌همين ترتيب ضريب كشساني دانه جو نيز از 3/11 تا 4/455 مگاپاسكال در شرايط مختلف تيماري، متفاوت بود.

Engineering analysis for the design and modification of mechanical systems in grain harvesting and processing, including barley, depends on basic information about the physical and mechanical properties of the agricultural commodities. These properties vary significantly with the biological nature of agricultural materials under varying conditions (variety, shape, size, moisture content, etc.). This research project conducted 300 compression tests to extract two important parameters of grain strength and used statistical analysis to determine their effects. The results showed that variety and moisture content have significant effects on modulus of elasticity and contact stress (p<0.01), while the effect of grain size was not significant. Increasing moisture content decreased contact stress (linearly) and modulus of elasticity (S-shape curve). Accordingly, 17% moisture content (w.b.) was considered as the transition moisture in barley grain. Values greater than this caused the grain to be softer and values less than this made it more brittle. The range of maximum stress induced in the barley grain in the elastic range was 243 MPa at 25% MC to 2832 MPa at 10.2% MC. Maximum contact stress varied from 11.3 MPa to 455.4 MPa for different treatments