CN112525757B - 一种基于变温和交变载荷的饲料颗粒耐久度测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于变温和交变载荷的饲料颗粒耐久度测定方法，包括如下操作步骤：取料，摩擦平整，称量质量m1；放置于底板和上板之间，施加预载荷力；设定形变量，对该圆柱体样品进行变温和交变载荷测试，其中，振动频率为150‑180Hz；温度条件为，以5℃为一个阶段从15℃等温升高到40℃共6个温度阶段，每个温度阶段的时间为1‑2min，交变载荷表达式呈脉冲曲线，称量质量计为m2；计算颗粒耐久度。与现有技术相比，本发明的有益效果为：(1)节约了饲料，避免了饲料浪费。(2)可以模拟复杂温度和运输等外力条件下饲料力学过程，动态地反映饲料颗粒粉化及破碎行为，更加科学合理。
Description
技术领域
本发明属于饲料加工技术领域，具体涉及一种基于变温和交变载荷的饲料颗粒耐久度测定方法。
背景技术
饲料是发展现代养殖业的物质基础，在国民经济中有着极为重要的地位。我国是世界第一大饲料生产国，饲料市场需求巨大，2017年全国饲料总产量约为2.22亿t，饲料工业总产值达到8393亿元。其中，颗粒饲料具有诸多优点：减少原料组分分级、避免动物挑食、改善饲料适口性、方便储存和运输、提高饲料利用率和动物生产性。
颗粒饲料作为一种脆性物料，在生产和运输过程中，由于挤压、碰撞等外部作用力非常容易造成颗粒破碎，在饲料生产、销售和检测中，必须加以控制。国内表示颗粒饲料坚实程度的概念是颗粒耐久度，是饲料产品质量的重要指标之一。目前生产的颗粒饲料，各厂对工艺条件的掌握很不一致，质量千差万别；传统方法常采用回转箱法测定颗粒饲料的耐久度，存在以下几个问题：1)样品用量多。每次时间样品用量通常在500g左右；2)仅能统计颗粒饲料群的耐久值结果，不能实时动态地反映饲料颗粒粉化及破碎行为；3)测定环境固定单一。难以表征复杂真实的饲料运输过程，存在较大的局限性。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种基于变温和交变载荷的饲料颗粒耐久度测定方法，而且相比于其他方法，更加节省饲料物料、能够动态反应饲料颗粒的耐久度，评价更为科学精确。
为实现上述目的，本发明基于变温和交变载荷的饲料颗粒耐久度测定方法的技术方案是：
一种基于变温和交变载荷的饲料颗粒耐久度测定方法，包括如下操作步骤：
(1)从饲料颗粒群体中随机取出一个饲料颗粒，用砂纸摩擦饲料颗粒两端，使其平整，形成高度为4-5mm的圆柱体样品，称量其质量，计为m1；
(2)将所述圆柱体样品沿轴线方向放置于底板和上板之间，在所述圆柱体样品两端之间施加预载荷力，所述预载荷力为0.02-0.05N；
(3)设定圆柱体样品的形变量为该圆柱体样品高度的5％，对该圆柱体样品进行变温和交变载荷测试；其中，振动频率为150-180Hz；温度条件为，以5℃为一个阶段从15℃等温升高到40℃共6个温度阶段，每个温度阶段的时间为1-2min；交变载荷表达式呈脉冲曲线；
(4)经过变温和交变载荷测试后的圆柱体样品，称量其质量，计为m2；颗粒耐久度为m2除以m1。
优选地，步骤(1)中所述的圆柱体样品的高度为5mm。
优选地，步骤(2)中所述的预载荷力为0.04N。
优选地，步骤(3)中所述的振动频率为160Hz。
优选地，步骤(3)中所述的每个温度阶段的时间为1min。
优选地，步骤(3)中所述的交变载荷表达式为
式中：
φn＝arctan(bn/an)；an和bn为交变载荷系数；n为变换阶次，n范围为4-6，N＝6；σ为应力分量；δn为饲料颗粒滞后角；T为饲料颗粒上下往复振动的一个时间周期。
优选地，步骤(1)中所述的饲料颗粒为饲料厂生产出来的尚未进行运输的饲料颗粒。
传统方法常采用回转箱法测定颗粒饲料的耐久度，具体是：传统的颗粒饲料测定方法为：将饲料样品筛选后取筛上物500g；将500g筛上物放入PDI箱；启动机器(转速50rpm，运行10分钟)；10分钟后，取出所有料，进行筛选，称筛上物颗粒料质量。传统的回转箱法方法存在以下几个问题：1)样品用量多。每次时间样品用量通常在500g左右；2)仅能统计颗粒饲料群的耐久值结果，不能实时动态地反映饲料颗粒破碎行为；3)测定环境固定单一。难以表征复杂真实的饲料运输过程，存在较大的局限性。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)通过对单个饲料颗粒进行测定，节约了饲料，避免了饲料浪费。(2)本发明基于变温和交变载荷的饲料颗粒耐久度测定方法，通过控制预载荷力、振动频率、温度条件和交变载荷形式，可以模拟复杂温度和运输等外力条件下饲料力学过程，动态地反映饲料颗粒粉化及破碎行为，更加科学合理。
附图说明
图1为本发明测试时的饲料颗粒放置示图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体结构进一步说明。以下实施例仅用以详细说明本发明一种基于变温和交变载荷的饲料颗粒耐久度测定方法而非限制本发明。
一种基于变温和交变载荷的饲料颗粒耐久度测定方法，包括如下操作步骤：
(1)从饲料颗粒群体中随机取出一个饲料颗粒，用砂纸摩擦饲料颗粒两端，使其平整，形成高度为4-5mm的圆柱体样品，称量其质量，计为m1；
(2)将所述圆柱体样品沿轴线方向放置于底板和上板之间，在所述圆柱体样品两端之间施加预载荷力，所述预载荷力为0.02-0.05N；
(3)设定圆柱体样品的形变量为该圆柱体样品高度的5％，对该圆柱体样品进行变温和交变载荷测试；其中，振动频率为150-180Hz；温度条件为，以5℃为一个阶段从15℃等温升高到40℃共6个温度阶段，每个温度阶段的时间为1-2min；交变载荷表达式呈脉冲曲线；
(4)经过变温和交变载荷测试后的圆柱体样品，称量其质量，计为m2；颗粒耐久度为m2除以m1。
如图1所示，所述饲料颗粒圆柱体样品沿轴线方向放置于底板和上板之间，在发明的一个优选实施例中，步骤(1)中所述的圆柱体样品的高度为5mm。
在发明的另一个优选实施例中，步骤(2)中所述的预载荷力为0.04N。
在发明的另一个优选实施例中，步骤(3)中所述的振动频率为160Hz。
在发明的另一个优选实施例中，步骤(3)中所述的每个温度阶段的时间为1min。
在发明的另一个优选实施例中，步骤(3)中所述的交变载荷表达式为
式中：
φn＝arctan(bn/an)；an和bn为交变载荷系数；n为变换阶次，n范围为4-6，N＝6；σ为应力分量；δn为饲料颗粒滞后角；T为饲料颗粒上下往复振动的一个时间周期。
交变载荷参数的取值如下：
| 系数 | 取值 |
| a<sub>n</sub> | 0.8 |
| b<sub>n</sub> | 0.1 |
| n | 6 |
| δ<sub>n</sub> | 130° |
| σ | 0.01 |
在发明的另一个优选实施例中，步骤(1)中所述的饲料颗粒为饲料厂生产出来的尚未进行运输的颗粒饲料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于变温和交变载荷的饲料颗粒耐久度测定方法，其特征在于，包括如下操作步骤：
(1)从饲料颗粒群体中随机取出一个饲料颗粒，用砂纸摩擦饲料颗粒两端，使其平整，形成高度为4-5mm的圆柱体样品，称量其质量，计为m1；
(2)将所述圆柱体样品沿轴线方向放置于底板和上板之间，在所述圆柱体样品两端之间施加预载荷力，所述预载荷力为0.02-0.05N；
(3)设定圆柱体样品的形变量为该圆柱体样品高度的5％，对该圆柱体样品进行变温和交变载荷测试；其中，振动频率为150-180Hz；温度条件为，以5℃为一个阶段从15℃等温升高到40℃共6个温度阶段，每个温度阶段的时间为1-2min；交变载荷表达式呈脉冲曲线；
(4)经过变温和交变载荷测试后的圆柱体样品，称量其质量，计为m2；颗粒耐久度为m2除以m1。
2.根据权利要求1所述的一种基于变温和交变载荷的饲料颗粒耐久度测定方法，其特征在于，步骤(1)中所述的圆柱体样品的高度为5mm。
3.根据权利要求1所述的一种基于变温和交变载荷的饲料颗粒耐久度测定方法，其特征在于，步骤(2)中所述的预载荷力为0.04N。
4.根据权利要求1所述的一种基于变温和交变载荷的饲料颗粒耐久度测定方法，其特征在于，步骤(3)中所述的振动频率为160Hz。
5.根据权利要求1所述的一种基于变温和交变载荷的饲料颗粒耐久度测定方法，其特征在于，步骤(3)中所述的每个温度阶段的时间为1min。
6.根据权利要求1所述的一种基于变温和交变载荷的饲料颗粒耐久度测定方法，其特征在于，步骤(3)中所述的交变载荷表达式为
式中：
φn＝arctan(bn/an)；an和bn为交变载荷系数；n为变换阶次，n范围为1-6，N＝6；σ(t)为交变载荷；δn为饲料颗粒滞后角；T为饲料颗粒上下往复振动的一个时间周期。
7.根据权利要求1所述的一种基于变温和交变载荷的饲料颗粒耐久度测定方法，其特征在于，步骤(1)中所述的饲料颗粒为饲料厂生产出来的尚未进行运输的饲料颗粒。
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