1. 研究目的与意义

大豆为一年生草本植物，起源于中国，至今已有5000年的种植史，是中国重要的粮食作物之一，也是世界上最重要的豆类作物。世界上最大的大豆生产国是美国，其次是巴西，阿根廷和中国。在国际谷物理事会（igc）最新发布的11月份报告显示，2016-2017年度全球大豆产量预计将达到创纪录的3.36亿吨。大豆营养全面，含量丰富，其中蛋白质的含量比猪肉高2倍，是鸡蛋含量的2.5倍，含有34％～45％的蛋白质、19％～22％的脂肪、25％～28％的糖分和多种维生素，且不含胆固醇，它既是一种营养平衡的食物，也是优质蛋白质和油脂的重要来源。大豆脂肪也具有很高的营养价值，这种脂肪里含有很多不饱和脂肪酸，容易被人体消化吸收。而且大豆脂肪可以阻止胆固醇的吸收，所以大豆对于动脉硬化患者来说，是一种理想的营养品。

大豆吸湿性强，易生霉，大豆籽粒种皮薄，发芽孔大，吸湿能力比小麦、玉米强。大豆吸湿返潮后，体积膨胀，极易生霉。开始是豆粒发软，种皮灰暗，泛白，出现轻微异味，继而豆粒膨胀，变形，脐部泛红，破碎粒出现菌落，品质急剧恶化。大豆易走油、赤变，经过高温季节贮藏的大豆，往往出现两片子叶靠脐部色泽变红，之后子叶红色加深并扩大，严重的发生浸油，同时高温高湿还使大豆发芽力降低。大豆走油赤变后，出油率减少，豆油色泽加深，做豆腐有酸败味。因此在大豆的储运过程中减少籽粒的破裂、损伤及发霉具有重要的经济价值。

另外，在运输途中，装卸和输送会使大豆受到一定的冲击，导致它们颗粒破碎，从而更容易受到微生物和昆虫的侵蚀，影响它们的利用率和种子的出芽率，以及它的品质和加工产品的质量，同时也会改变大豆的生理状态和活动环境，并影响大豆的安全储藏。同时在运输、仓储及加工设备的设计过程中，准确掌握大豆的物理力学特征是非常必要的。所以研究大豆的力学特性可以为粮仓和运输设备结构设计、为大豆通风干燥系统设计提供理论依据，也可为大豆加工机械的设计提供理论依据。故本课题针对大豆籽粒含水率的大小对其破坏力、弹性模量进行测定研究，进而可以减少粮食的损耗，守住天下粮仓。

2. 研究内容和预期目标

1测定不同水分的大豆籽粒的破坏力和弹性模量；

2给出水分对大豆籽粒压缩特性的影响；

3 分析水分对大豆籽粒在不同含水率和压缩方向条件下的变化规律。

3. 国内外研究现状

国内外对粮食的颗粒压缩力学特性的研究开始于二十世纪六十年代。shelef和mohsenin等人用拉伸强度试验机研究了麦粒单轴压缩的力学特性，得到其力与形变的关系，较早地揭示了粮食籽粒变形与压缩作用力的关系。brass等通过实验发现：玉米籽粒不同结构的力学特性不尽相同，各部分承受冲击的能力也不同。玉米破裂的过程是先发生在内部结构尖冠、胚、粉质淀粉、角质淀粉，最后才是种皮。

国内对粮食籽粒的压缩特性研究起步较晚，始于20世纪80年代。张洪霞等(2009)采用平板加载压头对稻谷籽粒进行应力松弛试验，得到了稻米籽粒应力松弛特性的力学指标，并研究了含水率对稻米籽粒应力松弛特性的影响，稻谷压缩特性与压缩的含水率等有关，通过多项式回归分析建立了稻米籽粒应力松弛各力学指标随含水率变化关系的数学模型。而马小愚教授(1988)研究了大豆籽粒在承受挤压和冲击时含水量及品种对其力学性质的影响，并于1999年对东北地区大面积生产的几个品种大豆与小麦籽粒进行了力学流变学性质的试验研究，给出了性能数据及有关影响因素。m.liu和haghighi (1989) 等人研究了大豆及大豆种皮在不同含水量下的粘弹性，建立了广义maxwell模型。袁月明等人(1996) 进行了玉米籽粒力学性质的试验研究，结果表明不同品种的玉米籽粒沿不同方向的抗破裂能力有显著差异，其抗破裂能力主要取决于角质胚乳和种皮的力学特性；当含水率降低时，籽粒的破裂力有所增加，但变形减小。

总之，到目前为止，国内外对大豆籽粒力学特性参数的研究还不够系统与完善。

4. 计划与进度安排

2021.11.01-2021.11.29 选题、查阅相关文献、资料；

2021.11.30-2022.01.14 撰写毕业论文开题报告；

2022.01.15-2022.01.25 确立实验方案；

5. 参考文献

[1] 李维才.唐朝粮食思想初探[j].江汉论坛，2011，（2）：79-83

[2] 程绪铎,陆琳琳等.稻谷堆弹性模量的实验测定和研究[j],粮食储藏,2011,3（24）:31~39.

[3] 李心平,李玉柱等.玉米种子抗压特性及裂纹生成规律[j].农业机械学报,2011,8（42）94~98.