Математическое Моделирование Процесса Разрушения Волокон Мышечной Ткани При Резании Рыбы

Abstract

Показана актуальность математического моделирования режимов разру-шения волокон мышечной ткани при резании рыбы. Мышечная ткань сырья опи-сана вязкоупругой реологической моделью Максвелла-Томсона. Определены два режима разрушения волокна материала – вязкий разрыв и упругий вырыв. Вязкий разрыв обеспечивает высокое качество поверхности среза. Получен комплекс ма-тематических моделей, позволяющих рассчитать интервалы времени наступления вязкого разрыва и упругого вырыва в зависимости от структурно-реологических свойств мышечной ткани и скорости ее деформирования режущим органом рыбоперерабатывающего оборудования. Разработаны модели, описывающие режим разрушения волокон, который характеризуется внезапно возникшей постоянной деформацией материала. Результаты моделирования показывают, что при увеличении безразмерной скорости качество поверхности среза сначала повышается за счет сокращения времени вязкого разрыва, а затем, при достижении характерного значения и дальнейшем росте скорости, ухудшается вследствие наступления упругого вырыва волокон. Установлено, что к снижению качества поверхности среза приводят увеличение меры эластичности материала, рост безразмерной скорости резания, а также изменение безразмерного критерия прочности материала. Показано, что с ростом величины внезапно возникшей относительной деформации интервал времени вязкого разрыва немонотонно снижается и стремится к нулю. Определено, что с увеличением мгновенного и запаздывающего модулей упругости материала интервал времени наступления вязкого разрыва существенно сокращается. С повышением коэффициента динамической вязкости мышечной ткани вязкий разрыв наступает позже. При значениях критерия прочности, равного 3, длительного модуля упругости 63158 Н/м2, меры эластичности 3; 5; 8; 12 значения характерной безразмерной скорости составляют 0,095; 0,055; 0,032; 0,021, при этом показатели безразмерного интервала времени, соответствующего смене режима разрушения с вязкого разрыва на упругий вырыв, составляют 10; 20; 30; 45 соответственно.