Математическое моделирование силы сопротивления формы двухкромочного ножа при резании охлажденной рыбы
DOI: 10.17586/1606-4313-2019-18-2-62-71
УДК 621.565:664.95
Агеев О.В., Наумов В. А., Фатыхов Ю.А.
Ключевые слова: рыба, резание, сила, сопротивление, форма, нож, грань, реология, вязкоупругость.
УДК 621.565:664.95
Математическое моделирование силы сопротивления формы двухкромочного ножа при резании охлажденной рыбы
Ссылка для цитирования: Агеев О.В., Наумов В.А., Фатыхов Ю.А. Математическое моделирование силы сопротивления формы двухкромочного ножа при резании охлажденной рыбы // Вестник Международной академии холода. 2019. № 2. С. 62-71
Аннотация
Описаны реологические свойства мышечной ткани рыбы с помощью модели Максвелла-Томсона. На основе энергетического подхода сила сопротивления формы двухкромочного ножа интерпретирована как деформационная сила трения на макроскопическом масштабном уровне при условии гладкости поверхности граней. С использованием нормальных контактных давлений на наклонные грани разработаны математические модели для размерной и безразмерной сил сопротивления формы двухкромочного ножа. Установлена зависимость размерной силы от реологических свойств охлажденной рыбы. Показано, что использование двухкромочного ножа обеспечивает существенное снижение сил вредных сопротивлений и сокращение энергетических затрат на резание рыбы при низких температурах с условием монотонности изменения реологических характеристик мышечной ткани. Зависимость силы от скорости резания является немонотонной с явно выраженным максимумом. Безразмерная сила сопротивления определена как составляющая размерной силы, характеризующая высокоэластичную составляющую относительной деформации. Показана зависимость безразмерной силы от безразмерной скорости резания и меры эластичности мышечной ткани. При длинах боковой грани 34; 103; 171; 240 мм максимумы силы составляют 0,464; 0,551; 0,583; 0,601 Н, соответственно. При значениях мгновенного модуля упругости 1,5·105; 2·105; 2,5·105; 3·105 Н/м2, максимумы указанной силы составляют 0,538; 0,719; 0,899; 1,080 Н, соответственно. При безразмерных длинах ножа 1,5; 3; 5; 8 максимум безразмерной силы составляет 0,931; 1,124; 1,218; 1,280, соответственно. При значениях меры эластичности 2; 4; 8; 15 максимумы безразмерной силы составляют 1,124; 1,902; 3,458; 6,176, соответственно.
Аннотация
Описаны реологические свойства мышечной ткани рыбы с помощью модели Максвелла-Томсона. На основе энергетического подхода сила сопротивления формы двухкромочного ножа интерпретирована как деформационная сила трения на макроскопическом масштабном уровне при условии гладкости поверхности граней. С использованием нормальных контактных давлений на наклонные грани разработаны математические модели для размерной и безразмерной сил сопротивления формы двухкромочного ножа. Установлена зависимость размерной силы от реологических свойств охлажденной рыбы. Показано, что использование двухкромочного ножа обеспечивает существенное снижение сил вредных сопротивлений и сокращение энергетических затрат на резание рыбы при низких температурах с условием монотонности изменения реологических характеристик мышечной ткани. Зависимость силы от скорости резания является немонотонной с явно выраженным максимумом. Безразмерная сила сопротивления определена как составляющая размерной силы, характеризующая высокоэластичную составляющую относительной деформации. Показана зависимость безразмерной силы от безразмерной скорости резания и меры эластичности мышечной ткани. При длинах боковой грани 34; 103; 171; 240 мм максимумы силы составляют 0,464; 0,551; 0,583; 0,601 Н, соответственно. При значениях мгновенного модуля упругости 1,5·105; 2·105; 2,5·105; 3·105 Н/м2, максимумы указанной силы составляют 0,538; 0,719; 0,899; 1,080 Н, соответственно. При безразмерных длинах ножа 1,5; 3; 5; 8 максимум безразмерной силы составляет 0,931; 1,124; 1,218; 1,280, соответственно. При значениях меры эластичности 2; 4; 8; 15 максимумы безразмерной силы составляют 1,124; 1,902; 3,458; 6,176, соответственно.
Ключевые слова: рыба, резание, сила, сопротивление, форма, нож, грань, реология, вязкоупругость.
English
Русский
