реалогия мустафина

Нәтижелерді өңдеуді графикалық әдіспен орындаған жөн.

Сығылу қисығында процестің басын белгілеу және алынған нүкте арқылы F-тің осін жүргіземіз және Н көлденең осін жүргіземіз.

Координат осьтері бойынша масштабты анықтау.Ол үшін F мәнін /Н/ сәйкесінше F мәніне /мм/ бөледі. Осы жолмен Н осінің масштабын анықтау.

Сығылу қисығында жүктелудің аяқталу нүктесін белгілеу, ондағы F және Н1 (жалпы деформация) сәйкесінше /Н/ және /мм/ мәндерін анықтайды және алынған мәндерді лаб. жұмыстың хаттамасының кестесіне жазады.

Жүксіздендіру қисығында өлшеулердің аяқталу нүктесін белгілеу, ондағы Н2 (пластикалық деформация) /мм/ мәнін анықтайды және алынған мәндерді лаб. жұмыстың хаттама кестесіне жазады.

Н3-ті (серпімді деформация) Н1 және Н2 айырмашылығы ретінде есептеу жолмен анықтаймыз.

Серпімді деформациялық пластикалық деформацияға қатынасын анықтап кестеге енгізу.

Н осінің бойында сынаманың бастапқы биіктігінің 1/3 бөлігіне тең мәнді табады, сынаманың жүктеу күшінің қисығымен қиылысқанша перпендикуляр сызады және Н мәнін анықтайды,меншікті беріктік шегіне сәйкес келетін Ғ күшінің (Н) мәнін анықтайды

F=Fберіктік деп алып (4.1) формула бойынша сығылу кезіндегі меншікті беріктік шегін σбер анықтаймыз.

Н=Н2 деп алып (4.2) формуласы бойынша ε пл қатыстылық пластикалық деформацияны анықтаймыз.

С ығылудың меншікті жұмысын анықтау үшін жүктелу мен жүксіздендіру қисықтарының арасындағы графиктің аймағын штрихтайды және оңай әдіспен штрихталған аймақтың ауданын анықтайды /мм/. Масштабтармен қолданып, алынған нәтижені /Дж/ аударамыз. Сығылудың меншікті жұмысын мына формуламен анықтаймыз:

Aменш= VA , Дж/кг

0

мұндағы: А-график бойынша алынған жұмыс,Дж; V0-зерттелінетін сынаманың көлемі,м3;

Графикті σ-ε координатымен қайта тұрғызамыз. Ол үшін (4.1) және (4.2) формулаларын қолданады және Ғ және Н осіндегі шкалаларын ауыстырады.

Графиктерді лаб. жұмыс бойынша баяндамаға қосады. Баяндаманы хаттама түрінде толтыру.

Лаб. жұмыстың хаттамасының мазмұны:

Лаб. жұмыстың атауы Жұмыстың мақсаты

81

Экспериментальды қондырғының схемасы Бастапқы өлшемдер Зерттелінетін материалдың атауы

Ескерту: кестедегі рет номері сынаманың номеріне сәйкес болуы керек.

Есептеу мәндері (меншікті беріктік шегі σбер , қатыстылық пластикалық деформация εпл , сығылудың меншікті жұмысы Аменш , серпімді

деформацияның пластикалық деформацияға қатынасы Н 3 )

Н 2

Бақылау сұрақтары :

1.Сынаманың сығылу деформациясы материялдың сығылу деформациясынан немен ерекшеленеді?

2.Сығылу кезіндегі меншікті беріктік шегі не болып табылады? 3.Түзу сызықты емес серпімді дене Гук денесінен немен өзгешеленеді? 4.Сығылу деформациясында пластикалық қалай бейнеленеді? 5.Сығылу кезінде сынаманың қалыпты кернеуін қалай анықтайды?

6.Сығылу кезінде сынаманың жалпы деформациясының серпімділік және пластикалық құраушыларын қалай анықтайды?

7.Сығылудың меншікті жұмысы қандай мәнге ие?

8.Сығылу диаграммасындағы координат осьтерінің масштабтарын қалай анықтайды?

9.Неліктен сығылудың меншікті жұмысы диаграмма ауданымен байланысты?

10.Материалдың сығылу диаграммасы оның сипаттамасы болып табылады дегенді түсіндіріңдер.

11.Неліктен беріктік шегі сығылу кезінде меншікті деп аталады? 12.Алынған нәтижелердің нақты болуына қандай факторлар әсер етеді?

Әдебиеттер:

82

1.Структурно-механические характеристики пищевых продуктов/ А.В. Горбатов, А.М. Маслов, Ю.А.Мачихин и др.; Под ред. А.В. Горбатова.- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982-296 с.

2.Мачихин Ю.А., Берман Ю.К. Реология пищевых продуктов. 4.1. Учебное пособие. - М.: МГУПП, 1999.- 84 с.

3.Мачихин Ю.А., Берман Ю.К. Реология пищевых продуктов. 4.2. Учебное пособие,- М.: МГУПП, 1999.- 95 с. 4.Кулажанов.К.С,Еркебаев.М.Ж,Медведков.Е.В «Реология пищевых продуктов»

Зертханалық жұмыс №6

Тамақ өнімдерінің серпімділік модулін анықтау Тәжірибенің теориясы және есептері.

Серпімділік модулі дегеніміз – қатты тектес материалдардың серпімділік қасиетінің маңызды мінездемесі. Риалды тағам материалдарының физика-механикалық қасиеттерін көптеген зертеулері өз күш түсірген кезде реалды материялдарының тіксызықтық серпімділік көрсетеді. Сондықтан серпімділік модулін зертеліп отырған материялдың механикалық қасиетін сипаттайтын көрсеткіш ретінде қолдана аламыз.

Серпімділік модулі-созылу және қосылу кезінде τ=εЕ Πα түрінде болатын Гук заңының канстантасы болып табылатын объективті сипаттама.

Мұндағы α және ε сәйкесінше қалыпты кернеу және қатысты дефармация. Қатысты дефармация өлшемсіз шама болғандықтан, серпімділік шамасы Паскаль шамасына ие.

Гук заңы серпімділік модулін тәжірибе жүзінде анықтау кезінде орындауға қажет шарт болып табылатын кернеу мае дефармацияның тіксызықты тәуелсіздігін қарастырады.

Серпімділік модулі структураметірдің №1 режимінде алынған, зерттелініп отырған материялдың қосу диаграммасын сараптау кезінде анықталады. Егер сығылу диаграммасының бастапқы облысындағы тіксызықтық аймаққа ие болса, онда серпімділік модулін анықтауға болады. Егер бұндай аймақ болмаса және қысу диаграммасы қисық тіксызық түрінде болса, онда максималды күш түсіруді азайту керек.

Сынаманы күш түсіру максималды күшін таңдауға қатысты нақты нұсқау жоқ екенін айтып өткен жөн. Жалпы нүсқауларға максималды күш түсіру 1,ОН-нан кем болмауы тиіс екені жатады. Сонымен қатар қатысты дефармация 0,1 кем емес құрауы керек. Керісінше жағдайда материял серпімділік модулі канстанта болмайтын тіксызықтық емес серпімділікке ие болады да, содан, зерттелініп отырған материалдың қасиеттер көрсеткіші болып қарастырылмайды деп есептейміз. Тіксызықты емес серпімді материалдар үшін Ньтондық емес сұйықтық эффектілі тұтқырлықпен бірдей серпімділік, Эффектілі модулі деген ұғым бар. Оның

83

өлшемі кернеу мен дефармацияның фуңкциясы болып табылады. Серпімділік эффектілі модулінің мәні мына формуламен анықталады. .

Бидай ұны немесе нанның жұмсағы сияқты материалдардың серпімділік модулін структураметірда сынаманы қысу арқылы анықтауға болады.

Нанның жұмсағының қысу қисық тіксызығы суретте көрсетілген. Қисық тіксызық 2 аймақтан тұрады: күш түсіру аймағы және күш

түсірілу аймағы. Материалға үстел қозғалысының әрдайым жылдамдықпен күш түсірілгенде күш біркелкі емес өседі.

Күш түсіру процессінің басында Ғ күштің Н дефармацияға тікелей тәуелділігі байқалады. Сонымен қатар түзу аймақтың α, абцисса өсіне еңкею бұрышы зерттелініп отырған сынаманың серпімділік модулін сипаттайды. Берілген тәуелділік материялдың пропорцианалды шегін асырған соң Ғ-тің Н-тан тәуелділігі тіксызығында процесстің басын белгілеу және алынған нүкте арқылы вертикаль Ғ осі горизантальді Н осін жүргізу.

Графикті σ-ε координаттарына қайта тұрғызу. Ол үшін 6.2 және 6.3 формуласын пайдаланып содан соң шкаланы Ғ осіне Н осіне алмастыру.

6.2 бөліміне сәйкес координаттар осі бойына масштапты анықтау.

Қысу қисығында түзу тіксызықты аймақты бөліп көрсету және түзу сызық жүргізу.

1- сурет Егер қысу қисығында ню нүктесін ажырату мүмкі болса, 1-суретке

сәйкестендіріп екінші түзу тіксызықты аймақты бөліп көрсету.

Серпімділік модулінің графикалық анықталуы α1 және α2 еңкею бұрышының тангенсін анықтауға негізделеді. Мысалы графикалық тұрғызулардың нәтижесінде tgα1=0,2 мәні алынады. Σ осі бойынша

84

масштаб 70Па /мм-ге ε осі бойынша масштаб 0,001мм-1 тең. Сонда серпімділік модулі:

Есептеулерді лабороториялық жұмыстың протоеолында көрсету. Алынған мәндерді таблицаға енгізу.

Егер қандай да болсын сынама үшін е<2 бұрышын табу мүмкін емес болса, онда бағанда сызықша қою керек.

Графиктерді зертханалық жұмыс бойынша есеп беруге жапсыру. Есеп беруді протокол ретінде толтыру.

Зертханалық жұмыс протоколының мазмұны. Зертханалық жұмыс атауы.

Жұмыс жүргізудің мақсаты. Эксперименталді құрылғының схемасы.

Бастапқы берілгендер.

Сынамалардың сипатамасы. Зертелетін материал атауы.

Қысу қисықтарының көшірмелері. Масштаптарды анықтау.

Серпімділік модулін есептеулер.

6.7.кесте. Бақылаудың нәтижелері және есептеу мәндері.

Ескерту: кестедегі жазудың рет саны сынаманың санына сәйкес келу керек.

Бақылау сұрақтары.

1.Гук заңын қарастырып шығару.

2.Қысу кезіндегі шартты беріктік негі дегеніміз не? Және өлшем бірлігіқандай?

3.Серпімділік модулі материал беріктігімен қалай байланысалы?

4.Қандай өлшем материал болып табылады және серпіьділік модулі байланыс қандай?

5.Қатқылдық пен қаттылықтың айырмашылығын түсіндіріңіз?

6.Серпімділік модулінің өлшем бірлігі қандай?

85

7.Тіксызықтық емес серпімді дене үшін серпімділіктің эфективті модулін қалай анықтайды?

8.Қысу диаграммасының координаталық осьтерінің масштабын қалай анықтайды?

9.Серпімділік шегі дегеніміз не?

10.Серпімділік шегі пропоцияоналдық шегінен айырмашылығы қандай?

11.Серпімділік модулінің қайсысы көбірек қамыр үшін бе, әлде жанның жұмсағы үшін бе?

12.Нанның қатып кетуі кезінде серпімділік модулі қалай өзгереді?

Әдебиеттер:

1.Структурно-механические характеристики пищевых продуктов/ А.В. Горбатов, А.М. Маслов, Ю.А.Мачихин и др.; Под ред. А.В. Горбатова.- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982-296 с.

2.Мачихин Ю.А., Берман Ю.К. Реология пищевых продуктов. 4.1. Учебное пособие. - М.: МГУПП, 1999.- 84 с.

3.Мачихин Ю.А., Берман Ю.К. Реология пищевых продуктов. 4.2. Учебное пособие,- М.: МГУПП, 1999.- 95 с.

4.Кулажанов.К.С,Еркебаев.М.Ж,Медведков.Е.В «Реология пищевых продуктов»

Зертханалық жұмыс №7

Тағам өніміндегі кернеудің процесін зерттеу

Тәжірибе теориясы мен зерттеу тапсырмалары.

Релаксация ұғымын тұрақты дефармацияланған кездегі уақыт бойынша дамитын ішкі кернеудің бірегейленуі мен төмендеу процессі деп түсінуге болады. Барлық материалда үшін релаксациялық құбылысы бірдей жүреді, өйткені олардың негізінде заттың молекуласының жылулық қозғалысы жатыр.

Молекуланың жылулық қозғалысының нәтижесінде серпімділік дефармация бөлігі ақырын пластикалыққа өтеді.

Кернеу релаксациясы және дефармация процесін зерттеу үшін қолданылатын ең қарапайым құрылғы болып поршені бар цилиндр болып табылады. Зерттелетін материалды цилиндрге салып, поршенмен жабады. Поршеннің көмегімен материалды қосады, поршеннің қалпын қатырып содан соң поршендегі күштің өзгеруін бақылайды.

Материалдың қысуға қарсыласу есебінен поршеннің қозғалу кезінде Қалыпты кернеу және пайда болады. Олардың өлшемі материалдың көлемді дефармациясы және поршеннің жылжу жылдамдығына тәуелді. Көлемді дефармация поршеннің жылжуының материал қабатының бастапқы биіктігіне қатысты ретінде анықталып процентпен беріледі.

86

Поршеннің жылжу жылдамдығы конструкциясына тәуелді және алдын ала жүргізілетін тәжірибе негізінде таңдалады.

Қалыпты кернеу σ(601 формуласы бойынша оның талдауы)

Кернеу күш артуға тура – пропорционал болғандықтан релаксация процессінің Ғ күштің τ уақытқа тәуелдігін сипаттауға болады

Релаксацияның Ғ-τ координаттарындағы қисығы 1 суретте көрсетілген. Дефармация максимал мәнге жеткенде моменттік процестің басталуы

деп түсінеміз. Сонымен қатар күш арту да максималды мәнге ие Ғмакс тең. Арықарай 1-ші саты басталады. Ол күш түсүрудің лезде төмендеуі мен және бірнеше секунд жалғастығымен саналады. Ары қарай 2 сатыда күш түсірудің өзгерудің жылдамдығы едәуір азырақ. Күш арту немесе релаксация процесіндегі поршендегі күш Ғк мәніне дейін азаяды. Ғк өлшемі Ғмакс өлшеміне тәуелді.

Релаксация процесінің қарқындылығы деп өлшемі бірінші кезде максималды болып, содан соң нолге азаятын немесе тұрақты болатын релаксация жылдамдығын айтады. Релакцасия жылдамдығы ең алдымен Ғмакс бастапқы күш пен уақытқа тәуелді және 3 әдіспен анықталады.

1.Графикалық – қисық релаксациясындағы анықталған нүктеге қатысты енкею бұрышының уақыт осіне тангенс ретінде 1 суретті α1 және α2 бұрыштары

2.Аналитикалық релаксация – қисығының теңдеуін уақыт бойынша дифференциалдауын.

3.Жуықтау-тәжірибе берілгендерінің кесте бойынша.

1 сурет Релаксация қисығы

Релаксация тереңдігі немесе дәрежесі мына формуламен анықталады.

Fmax

мұндағы: Ғ күшінің мәні, Н Ғмакс-бастапқы күш, Н.

87

Практика үшін релаксацияның бірінші периоды қажеттірек, өйткені ұзақтығы барлық тағам материалдары қайта өңдеу құрылғының жұмысшы органдары кантактіде болуын уақытқа сәйкес.

Ережедегі реалды материалдың релаксация қисығын математикалық сипаттау үшін экспоненциялды теңдеулер қолданады. Мысалы:

Ғ к f 1 f 2(λ 2-релаксация процесінің параметірлері.

Формулаға сәйкес механикалық модель 2 суретте көрсетілген.

2 сурет - Нан жұмсағының механикалық моделі

Модель келесідей жұмыс істейді. Сынаманы қысқан кезде Ек, Е1, Е2, серпімділік модуліне пропорционал болатын 3 параллелді орналысқан элементтер арасында таралатын кернеу пайда болады. Релаксация нәтижесінде ή1 ή 2 элементтер дефармациясы есебінен болатын кернеудің ақырын төмендеуі болады. Ол процестің басындағы релаксация жылдамдығы өз тұтқырлықты элементімен анықталады, сәйкесінше релаксация периоды да аз тұтқырлықты элементімен анықталады, сәйкесінше релаксация периоды да аз болу керек. Содан соң релаксация процесін едәуір тұтқырлау екені элементпен анықталады. Және соңында, тұтқыр элементтер дефармациялану мүмкіндігін толық жоғалтқанда материалдағы кернеу тұрақтанады және тек қана Ек үшін элементтің серпімділік модулімен анықталады.

Зерттеліп отырған диаметірі Д қима ауданы S және биіктігі Н0 цилиндірлі пішіндегі сыныма үшін матеметикалық және механикалық модельдер параметрлерінің арасындағы байланысты келесідей анықтайды.

Ең алдымен кернеуімен берілетін формула мына түрде болады.

немесе

Онда,

88

Қалыпты кернеу σ және қатысты дефармация ε-нің ағымдығы мәндерін формасы бойынша табады.

Релаксация процесінің зерттеуінің мақсаты болып Ғк, f 1 f2 λ 1 λ2 константаларының мәндерінің сандық анықтауы табылады және де олардың зерттейтін материалдардың технологиялық және басқа параметірлермен байланысты анықтау. Аталып өткен канстанталар неғұрлым аз квадраттар әдісі көмегімен анықталады, бірақ есептеу жұмыстарының көлемі өте үлкен және тек қана арнайы прогроммалар көмегімен қол жеткізуге болады. Сондықтан берілген лабораториялық жұмыста біз релаксация процесінің графигін құрып, оны сараптаумен ғана шектелеміз. Эксперименттің нәтижелерін математикалық өңдеу үй жұмысы ретінде беріледі және оны «нан пісіру және макорон өндірісі» RΕLАX программасы көмегімен жүргізеді.

Эксперименталді құрылғының сипаттамасы.

Нан жұмсағының кернеу релаксациясының процесін зерттеу СТ -1 №7 режимінде жүргізеді.

Берілген өлшемдер. Жанама күш Ғ0= 0.5 Н

Егер материалды қысу сатысын шектеу қажет болса, мысалы 1\3 биіктікке деффармациялау қажет болса, №8 режиммен қолдану керек. Сонымен қатар орындау реттілігі мен нәтижелерді өңдеу өзгермейді.

Зерттеу жүргізу әдістемесі.

Сынаманы дайындау және құрылғыны жұмысқа дайындау 6.2 бөліміндегідей жүргізіледі. №7 және №8 режимдерін жүргізу 5.1 бөліммімен сәйкес жүргізіледі.

Өлшеу нәтижелерін өңдеу

89

Ғ-τ тәуелділік графигі кәдімгі қисық болады. Натурал логорифмдер есептемей-ақ бірінші экспоненттері бар теңдеу арқылы релакцасия процесін сипаттауға болатынын көз жеткізу үшін Ғ-тәуелділік графигін түсіру. Координаталық тордың үлгісі 3-суретінде көрсетілген.

Ол үшін координаталық торды көшіріп алу қажет, содан соң ағымдағы Ғ күштің әр мәнінен Ғк өлшемін азайтып алынған мәндерді граффикке түсіру.

Зертханалық жұмыстың протоколының мазмұны. Жұмыс атауы.

Жұмыс жүргізу мақсаты Эксперименталды құрылғы схемасы . Бастапқы берілгендер.

Зерттелетін материалдардың атауы. Сынама сипаттары.

Жанама күш Ғ0,Н

Дефармация жылдамдығы V,мм\мин. Макс күш түсіру Ғ,Н.

Модельдер параметірлері Ғк, f 1 f2 λ 1 λ2 қорытынды.

90