Структурно-механические характеристики продукции общественного питания

После снятия нагрузки, отдавая накопленную энергию, гуковское тело без 
запаздывания возвращается в исходное состояние. 
Однако среди твердых тел встречаются такие, поведение которых не соответствует 
поведению идеально упругого тела. Такие тела называются негуковскими. 
Для негуковского твердого тела с нелинейной упругостью 
.
/
const
G





При этом модуль сдвига является функцией деформации, что характерно, например, 
для пористых пенообразных пищевых материалов. В связи с этим, как и для 
неньютоновских жидкостей, вводят понятие эффективного модуля упругости G
эф
. Если 
напряжение не превышает предела текучести (или прочности) твердого тела, соотношение 
между напряжением сдвига и деформацией описывается уравнением 
m
эф
G




На рис. 15.2 приведены графики зависимости деформации ε от времени 
деформирования х при постоянном напряжении для твердых, твердообразных, жидких и 
жидкообразных структур пищевых продуктов. 
Рис. 15.2. Схема зависимости деформации ε 
от времени т при постоянном напряжении 

Для идеально твердых тел (рис. 15.2, 
а) 
основной характеристикой является модуль 
упругости, определяемый по величине упругой, исчезающей после снятия напряжений 
деформации ε
упр
. Определить вязкость твердого тела не представляется возможным из-за 
отсутствия у него пластической остаточной деформации (ε
ост
= 0). 
Измерение величины упругих деформаций и модулей у некоторых твердых 
(кристаллических) структур также связано со значительными трудностями из-за малой 
величины этой деформации, хрупкости. Для таких тел определяют прочность или 
критическое напряжение разрушения структуры. При этом испытуемый образец нагружают 
постепенно, увеличивая напряжение до критического, соответствующего разрушению 
структуры. В структуре постепенно развиваются дефекты (например, трещины). Крити-
ческое напряжение, или прочность, бывает значительно меньше, чем модуль упругости, 
определенный по величине мгновенной упругой деформации, протекающей в доли 
секунды. 
У идеальных, или истинных, жидкостей (рис. 15.2, 
б) 
представляется возможным 
определить только вязкость, так как вся получаемая деформация является остаточной (ε
ост
= 0) и после снятия нагрузки не исчезает. 
У идеально твердых тел и жидкостей по указанным выше причинам нельзя 
определить период релаксации напряжений. 
У большинства продуктов можно определить как упругие, так и остаточные 
деформации и по ним рассчитать модули упругости, вязкость и период релаксации. На рис. 
15.2, 
в 
представлен пример для твердообразных, а на рис. 15.2, 
г — 
для жидкообразных 
продуктов. 
Таким образом, многочисленные реальные твердые тела обладают мгновенной 
обратимой упругостью и запаздывающей упругостью, а после превышения предела 
текучести возникает пластичное течение. 
Пищевые продукты и полуфабрикаты, такие, как тесто, творожные массы, мясные и 
рыбные фарши, мясо, шпик, фруктовые и овощные пюре, джемы, повидло, сливочное масло 
и маргарины, кремы, относятся к пластично-вязким твердообразным структурами, и их 
деформационное поведение, или течение, отличается от поведения ньютоновских 
жидкостей или твердых тел. 
Для неразрушенных структур существует два основных типа кривых кинетики 
деформации. 
В первом случае (рис. 15.3, 
а) 
приложенное напряжение меньше предела текучести 
(Р < Р
т
). 
Этот тип встречается очень редко, например, при действии малых напряжений на 
пищевые студни деформация может быть полностью обратимой. 

При мгновенном действии напряжения возникает упругая деформация ε
0
как 
мгновенная реакция тела на внешнее воздействие 
ОА. 
Ее величина определяется силами 
первичных химических связей. Вслед за мгновенной, упругой развивается уже во времени 
высокоэластичная деформация, также обратимая по величине 
АС. 
Ее величина 
характеризует силу связи между отдельными макромолекулами и их звеньями. Деформация 
достигает некоторого максимального значения г
mах
и далее не меняется, так как 
действующее напряжение уравновешивается силами внутреннего сопротивления тела, 
конечный участок кривой является линейным. В точке С напряжение снимают 
(Р 
= 0), 
деформация спадает до нуля по кривой 
CDF, 
система полностью восстанавливает свою 
форму. 
Рис. 15.3. Кривые кинетики деформации материала 
В большинстве случаев для реальных пищевых систем приложенное напряжение 
превышает предел текучести 
(Р> Р
т
) 
и получается кривая, изображенная на рис. 15.3, 
б.
При мгновенном действии напряжения возникает упругая деформация ε
0
как 
мгновенная реакция тела на внешнее воздействие. 
После возникновения мгновенной упругой деформации обнаруживается 
непрерывное нарастание остаточной деформации, переходящее в пластическое течение. 
Остаточная деформация нарастает с постоянной скоростью, которую можно 
охарактеризовать tg α, a максимальная деформация ε
мах
за время действия нагрузки τ 
определяется отрезком, отсекаемым на оси ординат касательной к конечному участку 
кривой. 
В точке С напряжение снимают, происходит своеобразный «отдых» образца, при 
этом упругая деформация исчезает. 

ε
0
~ 
О А 
= 
CD, 
и идет восстановление эластической деформации. С увеличением 
времени кривая 
DF 
будет приближаться к некоторому конечному значению остаточной 
деформации ε
ост
. 
По кривой кинетики деформации кроме предела упругости можно найти модули 
мгновенной упругости сдвига, эластичности и другие характеристики. 

жүктеу/скачать 0,93 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: