茭白压缩力学特性试验研究

王洪昌; 夏经久; 董昭; 刘李乐; 王涛; 张国忠

doi:10.13300/j.cnki.hnlkxb.2025.04.027

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茭白压缩力学特性试验研究

食品与农业工程 | 更新时间：2026-11-05

- 茭白压缩力学特性试验研究
- Mechanical properties of compression in Zizania latifolia
- 华中农业大学学报 2025年44卷第4期页码：280-287
- 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：
  
  王洪昌，E-mail：wanghc84@mail.hzau.edu.cn
  张国忠，E-mail：zhanggz@mail.hzau.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家特色蔬菜产业技术体系专项(CARS-24-D-02);湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划项目(T201934)
- DOI：10.13300/j.cnki.hnlkxb.2025.04.027
  中图分类号： S225.92;S645.2
- 收稿：2024-09-04，
  
  纸质出版：2025-07-05
- 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

references

邢阿宝，崔海峰，张雅芬，等.茭白栽培及其孕茭机制研究现状［J］.浙江农业科学，2016，57（10）：1616-1621.XING A B，CUI H F，ZHANG Y F，et al.Research status of Zizania latifolia cultivation and its pregnancy mechanis m［J］.Journal of Zhejiang agricultural sciences，2016，57（10）：1616-1621 （in Chinese） .

王营营.菰（ Zizania latifolia ）主要生物学特性及其农艺性状分析［D］.杭州：浙江大学，2014.WANG Y Y.Analysis of main biological characteristics and agronomic traits of Zizania latifolia ［D］.Hangzhou：Zhejiang University，2014 （in Chinese with English abstract） .

李效尊，尹静静，杜绍印，等.水生蔬菜营养及药用价值研究进展［J］.长江蔬菜，2015（22）：25-30.LI X Z，YIN J J，DU S Y，et al.Research progress of aquatic vegetable nutrition and medicinal value［J］.Journal of Changjiang vegetables，2015（22）：25-30 （in Chinese with English abstract） .

马佳，马莹.超大型城市蔬菜价格波动特征研究：基于上海市蔬菜数据的分析［J］.价格理论与实践，2021（6）：94-97.MA J，MA Y.The fluctuation characteristics of vegetable price in megacities：verification based on Shanghai data［J］.Price：theory & practice，2021（6）：94-97 （in Chinese with English abstract） .

马笑笑，王兵，刘会平，等.响应面法优化茭白多糖硫酸化工艺及其抗氧化活性分析［J］.食品工业科技，2024，45（7）：25-34.MA X X，WANG B，LIU H P，et al.Optimization of sulfation process of Zizania latifolia polysaccharide by response surface and its antioxidant activity analysis［J］.Science and technology of food industry，2024，45（7）：25-34 （in Chinese with English abstract） .

马绍鋆，俞飞飞，邬刚，等.不同品种茭白贮藏期间的品质及外观商品性变化比较［J］.安徽农业大学学报，2020，47（3）：455-461.MA S J，YU F F，WU G，et al.Comparison of the changes in quality and appearance commodity of different varieties of Zizania latifolia during storage［J］.Journal of Anhui Agricultural University，2020，47（3）：455-461 （in Chinese with English abstract） .

陈贵，赵国华，张红梅，等.不同采收期茭白的品质变化特性［J］.长江蔬菜，2015（22）：78-81.CHEN G，ZHAO G H，ZHANG H M，et al.Characteristics of quality change in Zizania latifolia with different harvest time［J］.Journal of Changjiang vegetables，2015（22）：78-81 （in Chinese with English abstract） .

丁为民，邓丽君，李毅念，等.不同成熟度芡实的力学性能试验分析［J］.农业工程学报，2012，28（19）：241-247.DING W M，DENG L J，LI Y N，et al.Experiment and analysis on mechanical properties of Gorgon nuts（ Euryale ferox ） at different maturities［J］.Transactions of the CSAE，2012，28（19）：241-247 （in Chinese with English abstract） .

彭飞，方芳，王红英.基于三维激光扫描的大麦籽粒力学建模与试验［J］.农业机械学报，2018，49（11）：342-348.PENG F，FANG F，WANG H Y.Modeling and experiment on mechanical properties of barley grain based on 3D laser scanning［J］.Transactions of the CSAM，2018，49（11）：342-348 （in Chinese with English abstract） .

彭俊，谢洪起，冯亚利，等.冬枣压缩特性实验与计算仿真研究［J］.食品科学，2017，38 （17）：20-25.PENG J，XIE H Q，FENG Y L，et al.Experimental and simulation studies on mechanical properties of jujube（ Ziziphus jujuba Mill.cv.Dongzao）［J］.Food science，2017，38（17）：20-25 （in Chinese with English abstract） .

马秋成，张鑫宇，卢安舸，等.面向鲜莲子去心的莲仁物理与力学特性［J］.农业工程学报，2023，39（21）：288-296.MA Q C，ZHANG X Y，LU A G，e t al.Physical and mechanical properties of lotus kernel for plumule removal of fresh lotus seeds［J］.Transactions of the CSAM，2023，39（21）：288-296 （in Chinese with English abstract） .

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吴德光，蒋小明.农产品压缩试验研究及其应用（Ⅰ）：压缩试验方法［J］.云南农业大学学报，1990，5（3）：171-176.WU D G，JIANG X M.Compressive test of agricultural products and ist application（Ⅰ）：compressive test method［J］.Journal of Yunnan Agricultural University，1990，5（3）：171-176 （in Chinese with English abstract） .

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