Study on Viscoelastic Properties of Rice Plant

벼줄기의 점탄성(粘彈性) 특성(特性)에 관(關)한 연구(硏究)

The objectives of this study were to examine the viscoelastic behaviour of stem samples of rice in force-relaxation and rheological model to represent its relaxation behaviour, and to study the effects of rate of deformation and initial deformation on the relaxation time. The results were as follows; 1. In the process of loading and unloading, there is any plastic deformation so called elasto-plastic hysterisis. 2. Loading and unloading of stem of rice for several cycles has also shown the reduction of plastic or residual deformation and work hardening. 3. The relaxation behaviour of stem of rice in compression may be described by a generalized Maxwell model consisting of three Maxwell units in parallel. The rheological equation of such a model is given as $$F(t)=C_1e^{{-t/{\tau}}_1}+C_2e^{{-t/{\tau}}_2}+C_3e^{{-t/{\tau}}_3}$$ 4. Force relaxation always increased with increasing rates of deformation and initial deformation.

수확시기(收穫時期)의 벼줄기에 대(對)한 역학적(力學的), 점탄성적(粘彈性的) 특성(特性)을 구명(究明)하기 위(爲)해 압축시(壓縮時) 최대압축하중(最大壓縮荷重), 이력현상(履歷現象), 가공경화현상(加工硬化現象) 및 점탄성(粘彈性) 거동(粘彈性)에 대(對)한 변형속도(變形速度), 초기하중(初期荷重)이 영향을 분석(分析)하며, 도해법(圖解法) 및 computer에 의(依)한 수치해법(數値解法)으로 하중이완(荷重弛緩)의 rheological model 을 제시(提示)코져 시험(試驗)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 압축시험시(壓縮試驗時) 벼줄기의 최대압축하중(最大壓縮荷重)은 다수계(多收系) 품종(品種)보다 일반계(一般系)에서 큰 경향(傾向)이었다. 2. 동진벼의 부위별(部位別) 최대압축하중(最大壓縮荷重)은 4절간이 가장 컷고, 3절간, 1절간 하부(下部), 2절간, 1절간 상부(上部)의 순(順)으로 작았다. 3. 비례한도내(比例限度內)의 하중(荷重)으로 loading-unloading 할 때 일부의 잔유변형이 발생(發生)하여 탄소성(彈塑性) 변형(變形)을 일으켜 이력손실(履歷損失)을 가져왔다. 4. Loading-unloading cycle을 반부(反復)하면 소성변형(塑性變形)이 감소(減少)하여 가공경화현상(加工硬化現象)을 보였다. 5. 하중이완거동(荷重弛緩擧動)은 변형속도(變形速度)의 증가(增加)에 따라 이완속도(弛緩速度)가 빨라졌다. 6. Computer에 의(依)한 수치해법(數値解法)과 도해법(圖解法)으로 이완거동(弛緩擧動)을 분석(分析)한 결과(結果) 3개지수항(個指數項)으로 표시(表示)되고 일반화(一般化) Maxwell model로 나타내었다. 이 model의 rheology 방정식(方程式)은 다음과 같다. $$F(t)=C_1e^{{-t/{\tau}}_1}+C_2e^{{-t/{\tau}}_2}+C_3e^{{-t/{\tau}}_3}$$ 동진벼줄기의 함수율(含水率) 71.9%(w.b.), 초기하중(初期荷重) 45.5 N, 변형속도(變形速度) 38mm/min 일 때 하중이완(荷重弛緩) 방정식(方程式)은 다음과 같았다. $$F(t)=24.3e^{-t/1006}+7.6e^{-t/12.7}+13.6e^{-t/1.8}$$ 7. 초기변형(初期變形)이 클수록 하중이완(荷重弛緩)은 크게 일어났다.