Mechanical properties of compression in <italic style="font-style: italic">Zizania latifolia</italic>

WANG Hongchang; XIA Jingjiu; DONG Zhao; LIU Lile; WANG Tao; ZHANG Guozhong

doi:10.13300/j.cnki.hnlkxb.2025.04.027

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Mechanical properties of compression in Zizania latifolia

Food science and agricultural engineering | 更新时间：2026-11-05

- Mechanical properties of compression in Zizania latifolia
- Journal of Huazhong Agricultural University Vol. 44, Issue 4, Pages: 280-287(2025)
- 作者机构：
  
  1.华中农业大学工学院，武汉 430070
  2.农业农村部长江中下游农业装备重点实验室，武汉 430070
  3.浙江省金华市农业科学研究院，金华 321051
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13300/j.cnki.hnlkxb.2025.04.027
  CLC： S225.92;S645.2
- Received：04 September 2024，
  
  Published：05 July 2025
- 稿件说明：
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王洪昌，夏经久，董昭，等.茭白压缩力学特性试验研究［J］.华中农业大学学报，2025，44（4）：280‐287.

WANG Hongchang,XIA Jingjiu,DONG Zhao,et al.Mechanical properties of compression in Zizania latifolia[J].Journal of Huazhong Agricultural University,2025,44(04):280-287.
王洪昌，夏经久，董昭，等.茭白压缩力学特性试验研究［J］.华中农业大学学报，2025，44（4）：280‐287. DOI： 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2025.04.027.

WANG Hongchang,XIA Jingjiu,DONG Zhao,et al.Mechanical properties of compression in Zizania latifolia[J].Journal of Huazhong Agricultural University,2025,44(04):280-287. DOI： 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2025.04.027.

摘要

针对茭白（

Zizania latifolia

）加工、收获等机械装备设计与仿真分析时缺乏理论依据的问题，对茭白物料特性开展研究。利用质构仪对茭白进行静载压缩试验，获得不同压缩方向、压缩速率下茭白刚度、破损强度和弹性模量，利用扫描电子显微镜（SEM）获得茭白微结构，分析不同压缩方向下茭白力学特性差异性的内在机制。结果显示：茭白为各向异性材料，茭白

、

轴方向上的平均刚度分别为37.88、36.66、50.82 N/mm；平均破损强度分别为0.74、0.72、0.88 MPa；平均弹性模量分别为1.73、1.61、2.33 MPa；压缩方向对茭白刚度、弹性模量和破损强度的影响极显著（

0.001），在30~70 mm/min压缩速率范围内压缩速率对刚度、弹性模量和破损强度的影响不显著（

0.05）；其

和

轴方向的微结构特征相似且与

轴方向差异较大，沿

和

轴方向分布有孔隙，是导致这两个方向上压缩力学特性参数值偏小的原因。

Abstract

The properties of

Zizania latifolia

materials were studied to solve the problems of lacking theoretical basis in the design and simulation analysis of mechanical equipment for processing and harvesting

Zizania latifolia

. A texture analyzer was used to conduct static load compression experiments on

Zizania latifolia

to obtain the stiffness， failure strength， and elastic modulus of

Zizania latifolia

under different directions of compression and compression rates. A scanning electron microscope（SEM） was used to obtain the microstructure of

Zizania latifolia

and analyze the intrinsic mechanism of the differences in the mechanical properties of

Zizania latifolia

under different directions of compression. The results showed that

Zizania latifolia

was anisotropic material， with the average stiffness values in the

，

and

axis of 37.88， 36.66 and 50.82 N/mm， respectively. The average failure strength were 0.74 MPa， 0.72 MPa， 0.88 MPa， respectively. The average modulus of elasticity was 1.73 MPa， 1.61 MPa， 2.33 MPa， respectively. The direction of compressio

n had an extremely significant effect on the stiffness， elastic modulus and failure strength of

Zizania latifolia

（

0.001）. The effect of compression rate on stiffness， elastic modulus， and failure strength within the range of 30-70 mm/min was not significant （

0.05）. The microstructural features in the

-axis and

-axis directions were similar but different from those in the

-axis direction. The distribution of pores along the

-axis and

-axis directions resulted in the smaller values of mechanical properties of compression in these two directions. It will provide theoretical reference for the packing， storage and mechanized production of

Zizania latifolia

关键词

Keywords

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