杏核物理特性的統(tǒng)計與分析綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u24680杏核物理特性的統(tǒng)計與分析綜述 1323561.1杏核外形的定義 114201.2杏核三維尺寸的測定與分析 2135511.1.1三維尺寸 2244831.1.2三維尺寸綜合分析 3242181.1.3杏核的殼厚 3100901.1.4杏殼、杏仁的間隙及其與核厚的關系 4294561.3杏仁分級標準的定制 4308031.4杏核的壓縮破壞載荷和變形 41.1杏核外形的定義由于杏品種豐富，杏核也多種多樣，形狀不規(guī)則，無法統(tǒng)一，筆者根據(jù)相關資料，先對杏核形狀、結(jié)構(gòu)探究一番，如圖所示：圖1.1杏核形狀結(jié)構(gòu)示意圖(1)結(jié)合線杏核的正反面由兩個核殼組成，在相連的部分有兩條對稱的棱凸出來，我們將中間那條凸起線成為結(jié)合線。(2)核長自然平放杏核后，以結(jié)合線為準，測量結(jié)合線兩端的尖角間的距離，取最大數(shù)值為準，就是核長。(3)核寬自然平放杏核后，以結(jié)合線為準，測量與其相對于的水平垂直方向到周邊的最大距離，就是核寬。(4)核厚自然平放杏核后，以結(jié)合線為準，測量結(jié)合線豎直垂直方向到杏核兩殼面之間的最大距離，就是核厚。(5)殼厚杏核殼的平均厚度。1.2杏核三維尺寸的測定與分析1.1.1三維尺寸筆者使用游標卡尺，測量了230個杏核，記錄好每個杏核的厚度杏核殼的厚度和殼仁間隙。統(tǒng)計分析這些杏核的三維尺寸分布狀況，制表以備用。表1.1厚度分布表1.2杏核殼厚度和殼仁間隙分布1.1.2三維尺寸綜合分析筆者分析了杏核三維尺寸分布狀況表發(fā)現(xiàn)了它們的三維分布特征：杏核長度均在15.5mm-28.96mm范圍內(nèi)，占總數(shù)90%左右的杏核長度都是18mm-25mm范圍內(nèi)；杏核厚度均在6．5mm～15mm范圍內(nèi)，占總數(shù)90%左右的杏核厚度都在8.0mm～13.46mm范圍內(nèi)。杏核寬度均在11.26mm～23．62mm范圍內(nèi)，占總數(shù)90%左右的杏核寬度都在14mm～18mm范圍內(nèi)?；诜治鼋Y(jié)果和參考資料，筆者確定了本課題的研究對象：杏核的三維尺寸在以下數(shù)值范圍內(nèi)的杏核品種（杏核厚度在8.0mm～13.46mm范圍內(nèi)的），因為這些品種占了實驗總數(shù)的90%左右。根據(jù)實際測量和統(tǒng)計分析結(jié)果，筆者認為應該將機械結(jié)構(gòu)設計能容納的杏核厚度在8mm～14mm范圍內(nèi)，是希望研究結(jié)果適應性廣泛。這個范圍值也將作為機械的分級設計依據(jù)。1.1.3杏核的殼厚通過實際測量和參考相關資料，發(fā)現(xiàn)單個杏核的殼厚都是結(jié)合線部位較大、其他部位基本一樣。資料顯示通常在O．9mm～1，6mm以內(nèi)，平均值為1．09mm。筆者測量的550個新疆杏核的殼厚分布在O．58mm～2．36mm范圍內(nèi)，90%左右殼厚1.5mm～1.2mm以內(nèi)，統(tǒng)計測量數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)這些新疆杏核的殼厚平均值是1.679mm。這一數(shù)值大大超過了參考資料給出的數(shù)值，這就說明各個地方的杏核是有明顯差異的，對脫殼也會有較大影響。新疆杏核1.679mm與資料顯示的1.09mm的平均值相差竟然達到19%以上，因此，在后續(xù)的研究中，要兼顧差異，同時適當考慮其他地區(qū)的杏仁殼厚問題。表1.3杏核殼厚數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果項目平均值均方差變異系數(shù)殼厚1.6790.2670.1961.1.4杏殼、杏仁的間隙及其與核厚的關系得到核厚均值后，我們需要計算出杏殼和杏仁的間隙值。即采用間接法求值：杏殼與杏仁的間隙=核厚-仁厚-兩倍殼厚。計算得出杏殼和杏仁的間隙分布0.04mm～8．6mm范圍內(nèi)，其中87%左右的杏核與杏仁間隙分布在0.5mm～2·5mm范圍內(nèi)。而資料上卻顯示杏殼和杏仁的間隙分布在1.1mm～3.69mm范圍內(nèi)，均值是1.66mm，比新疆杏最大殼仁間隙都大。因此我們通過對550個新疆杏核的杏仁厚度進行測量，發(fā)現(xiàn)與計算值也有出入，由于實際中杏殼會破裂或杏仁會干縮，導致實際測量得出了以下結(jié)果：杏核與杏仁間隙小于O．5mm的僅有14個，然而間隙大于3mm的僅有2個。1.3杏仁分級標準的定制筆者通過對實驗數(shù)據(jù)綜合分析，確定課題對象的杏核厚度在8.0mm～14.0mm范圍內(nèi)，相關資料參考數(shù)據(jù)為杏核厚度為6.5mm～15mm范圍內(nèi)，殼仁間隙在0.5mm～1.5m范圍內(nèi)。基于實驗數(shù)據(jù)與資料數(shù)據(jù)的差異，筆者確定應采用對輥輪擠壓方式將殼破碎，我們認為如果輥子間隙小于杏仁與杏核間隙值，殼碎后是不會擠壓到杏仁的，也就是說杏仁不會被壓碎。綜合以上觀點，筆者將杏核分成了三個等級，各等級尺寸范圍如下表：表1.4杏核分級表級數(shù)杏核尺寸范圍18～10mm210～12mm312～14mm1.4杏核的壓縮破壞載荷和變形查閱相關資料發(fā)現(xiàn)相關數(shù)據(jù)早已有研究，顯示杏核的力學特征的兩個重要指標分別是抗壓力和抗剪力；杏核的壓縮破壞載荷與變形量之間存在一定的關系，值見下表2-6；杏核壓力與變形量之間的曲線圖見2-2圖。表1.5杏核壓縮破壞載荷和變形量厚度范圍（mm）壓縮破壞載荷（N）（平均值）破壞時的變形（mm）（平均值）[8,9）198.51.79[9,10）229.41.06[10,11）266.71.08[11,12）327.91.04[12,13）305.11.73[13,14）281.71.25根據(jù)上表的數(shù)值顯示，我們知道壓縮破壞荷載是取平均值，看不出它的最大范圍和最小范圍區(qū)間，我們通過實驗，找到其中最大破壞荷載值是：376.8N，最小破壞荷載值是：165.6N，極差211.4N，均值是268.7N。在實驗觀察中我們還發(fā)現(xiàn)：若杏核厚度增大，開始時的破壞荷載力也會增大，最大破壞荷載值是當杏核核厚達到11-12mm時，達到最大值后，隨后破壞荷載值稍稍下降。圖1.2杏核壓力與變形曲線上圖顯示開始向杏核施壓之后，壓力和壓縮變形量曲線呈直線上升，達到最高點后，杏核受擠壓的壓力值達到最大，最厚處開始裂開，杏核的載荷能力下降，裂口處加大，隨著后續(xù)杏核破損面越大，載荷能力繼續(xù)增加，直到整殼裂開?；谶@些變化，我們認為，杏核破裂前，壓力和變形量質(zhì)檢維持了線性關系。要想確定破殼功率的消耗值就需要知道杏核壓縮破壞載荷，但由于尺寸不同、破壞載荷就不同，因此我們在設計時應考慮最大破壞載荷值。對杏核分級以及確定輥子間隙都需要預先知道杏核被破壞時的變形量值。只有考慮到所有數(shù)值質(zhì)檢的關聯(lián)，才能設計出縝密的、功率消耗較少的脫殼機，既符合實際應用，又能完成提高產(chǎn)量的任務。筆者曾實驗，對輥間隙如果固定尺寸