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* 研究物体的变形和粘弹性 * 力学滞后表示能量的损耗。也就是物质在变形过程中转化为热能损失的性质。 * 虎克在1678年研究作用力与反作用力规律是提出了有名的虎克定律。 虎克定律:在弹性极限范围内,物体的应变与应力的大小成正比。这里的比例系数,对不同的物质有不同的值。 * 峰值的拔丝速度与黏弹性的松弛时间有关。 * 威森伯格效果出现的原因是由于液体具有的弹性,使得棒在旋转时,缠绕在棒上的液体将周围的液体不断拉向中心,而内部的液体则把拉向中心的液体向上顶,而形成了沿棒而上的现象。 * 用静态测定法所揭示的物体的黏弹性质称为静黏弹性 优点:简便、直观、操作方便等特点。 不足之处: ①静黏弹性测定时,往往由于力的大小方向不变,所以对易流动的物质,流动会持续下去,很难测得它的弹性。 ②对于弹性突出,流动性不明显的物质,应力松驰时间与滞后时间往往又很长,不仅测定要花费很长时间,而且在测定过程中,一些食品物料还会发生生化和化学变化。 ③静态测定所要求的阶跃应变,或瞬时加载,实际上都不好操作。往往当变形较大时,会超出线性变化范围,引起模型与实际的误差较大。 * 如前面所述,蠕变试验除了用于建立适当的流变模型外,它所得到的弹性滞后时间也是代表试样力学性质的重要指标。 * 等速压缩部分曲线为OPQR。其中OP线较 直,反映了米饭团的弹性,PQ是米饭产生流 动发生较大塑性形变部分。QR为米粒破裂部 分。P点应力相当于屈服极限。RSTUO部分 为流变仪停止压缩,开始向上拉伸时的曲线恢 复部分。可以看出各种米饭团都有一个小的弹 性恢复R‘S。STU为米饭粘附力表现出的拉伸 曲线。SO为永久变形。根据对曲线的解析, 可以求出OP部分的弹性率、屈服应力、塑性 变形功(力学滞后,即OPQR-SO所围面积) 和粘附功[STUS面积)。 * * 3.黏弹性体的特点 (1)曳丝性: 曳丝性的判断有一个方法:将直径为1mm的玻璃棒浸入液体1cm,然后再以5cm/s的速度提起,用液体丝在断掉前可拉出的程度表示曳丝性的大小。 发酵豆种类 曳丝距离(cm) 大豆 100 ?150 小豆 5 ? 10 菜豆 20 ? 30 豌豆 20 发酵豆制品的曳丝性 提起速度 曳 丝长度 提起速度与曳丝长度的关系 (2)威森伯格效果:将黏弹性液体放入圆桶形容器中,垂直于液面插入一玻璃棒,当急速转动玻璃棒或容器时,可观察到液体会缠绕玻璃棒而上,在棒周围形成隆起于液面的冢状液柱。把这种现象称作威森伯格效果。 E η σ0 虎克模型 阻尼模型 滑块模型 (二)黏弹性的基本力学模型 为了使复杂的黏弹性体流变问题得到简化,并使之归纳为可以用数学公式表示的规律,从中搞清楚控制或测定其流变性质的方法,建立力学模型。 (三) 静黏弹性 用静态测定法所揭示的物体的黏弹性质称为静黏弹性。 研究静黏弹性主要有以下一些试验方法。 基本流变特性参数测定法 应力松弛试验 蠕变试验 滞变曲线 1.基本流变特性参数测定法 双重剪切测定 拉力试验 续 套筒流动 平行板塑性计 2. 应力松弛试验 应力松驰试验步骤: 1、首先要找出试样应力与应变的线性关系范围。 2、在这一范围内使试样达到并保持某一变形,测定其应力与时间的关系曲线。 3、根据测定结果绘制松弛曲线并建立其流变学模型。 3.蠕变试验 蠕变试验是给试样施以恒定应力,测定应变随时间变化的情况。 4. 滞变曲线 滞变曲线是测定试样在定速压缩和定速拉伸过程中,应力随时间的变化曲线。 R O P S Q T U σ ε 大米滞变曲线 R’ 米饭团的滞变曲线和感官评价 (四) 动黏弹性及其测定 动黏弹性就是给黏弹性体施以振动,或施以周期变动的应力或应变时,该黏弹性体所表现出的黏弹性质。 研究静黏弹性主要有以下一些试验方法。 谐振动试验(正弦波应力应变试验) 共振试验 脉冲振动试验 1. 谐振动测定 谐振动黏弹性就是对试样施加固定频率和振幅的,以正弦波变化的作用力时,通过其应变响应所反映出的流变性质。 谐振动测定对于食品黏弹性测定主要可分为两种方法: 伸缩振动 剪切振动 在振动测定中,要防止食品的干燥或离液,因为这对测定结果影响很大。 2.共振法测定 在黏弹性体中,对于弹性较大的固体物料可以采用共振方法测定。这种方法是基于下式所表示的关系原理。 式中,E:弹性模量,fr:试样的共振频率,k:常数,它与试样的密度、形状有关。 4 1
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