Научный журнал НИУ ИТМО
Серия "Процессы и аппараты пищевых производств"
Свидетельство о регистрации ЭЛ № ФС 77 – 55245 от 04.09.2013
зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
ISSN:2310-1164

декабрь 2021 (опубликовано: 17.12.2021)

Выпуск 4(50)

Главная > Содержание > Математическое моделирование сил сопротивлений при резании пищевого материала дисковым ножом

УДК 664.9.022

Математическое моделирование сил сопротивлений при резании пищевого материала дисковым ножом

Агеев О.В., Самойлова Н.В., Наумов В. А., Фатыхов Ю. А., Зубков О.А.

Показана актуальность математического моделирования процессов резания пищевых материалов дисковым ножом. Мышечная ткань сырья описана вязкоупругой реологической моделью Максвелла–Томсона. Исследован процесс резания продукта дисковым ножом. Проведена постановка и решение задачи математического моделирования сил сопротивлений при движении дискового ножа в материале. Предложено и решено дифференциальное уравнение линии погружения элементарного ножа в материал в полярных координатах. Получено выражение для фактического угла резания дискового ножа. Исследованы скалярные поля изменения фактического угла резания, а также коэффициента скольжения элементарного ножа в зависимости от его угловой координаты. На основе выражений для определения линий погружения элементарного ножа в материал разработаны математические модели для расчета сил вредных сопротивлений, действующих на дисковый нож, а также их моментов относительно оси вращения ножа. Построены эпюры вертикальной и горизонтальной составляющих безразмерной силы сопротивления формы элементарного дискового ножа, а также эпюры результирующей силы сопротивления формы элементарного дискового ножа и ее момента. Определены диапазоны наиболее энергетически выгодных углов резания, которые имеют существенное значение для ресурсосбережения при проектировании режущих устройств технологических машин. При значениях меры эластичности материала 3; 10; 20; 30 значения максимумов указанной безразмерной силы составляют 9,55; 10,28; 11,37; 12,45, значения максимумов безразмерного момента составляют 5,66; 5,97; 6,42; 6,88 соответственно. При значениях отношения тангенса угла заточки ножа к его толщине 0,01; 0,3; 0,7; 1,0 значения максимумов результирующей безразмерной силы сопротивления дискового ножа составляют 9,28; 10,54; 12,27; 13,55, значения максимумов безразмерного момента составляют 5,55; 6,07; 6,81; 7,37 соответственно.
Читать статью полностью 

Ключевые слова: предварительная обработка сырья; резание пищевого материала; мышечная ткань; математическое моделирование; дисковый нож; силы сопротивления; реология; вязкоупругость

DOI 10.17586/2310-1164-2021-14-4-46-58

Адрес редакции:
191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова 9, оф. 2132

Информация 2006-2022, все права защищены
Разработка © 2013 Университет ИТМО
Яндекс.Метрика