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水果在贮运过程中的损伤问题在当今引起越来越多的关注,减少损伤是现代农业技术的重要研究课题之一。针对果品在重复受载时出现软化并产生累积损伤的现象,本文以水蜜桃为研究对象,通过准静态压缩试验确定其压缩破坏临界变形量后,在临界变形量范围内研究其峰值力松弛特性。建立水蜜桃动态松弛特性的三单元力学模型,并结合试验数据进行模型表征。
从果品实际运输环境出发,简要地分析了果品在运输中的受载特性,并综合农业物料中常见的损伤机理,指出果品在振动条件下的损伤模式为疲劳累积损伤。以水晶梨为例,通过实验求出水晶梨的疲劳损伤常数和疲劳损伤阀值,为预测果品的机械损伤提供合理参数。根据建立的三单元力学模型,以粘弹性理论为基础,求解出果品在稳态振动条件下的耗能特性。基于模型间耗散能不变的原理,对果品的力学模型进行简化。对单自由度有阻尼系统的频响特性和能耗特性分析后,结合实验确定了水晶梨的损伤系数,为水晶梨的损伤预测提供依据。
实验采用了INV306虚拟仪器系统和DASP模态分析软件,通过定频振动试验,对果品的粘弹特性和损伤特性做了初步的阐述。根据振动系统的共振频率和峰值传递率测得水晶梨和B型单瓦楞纸板的刚度系数与阻尼系数。并将果品与缓冲材料一起看成一个两自由度有阻尼系统,通过对其频响特性的理论分析,提出了一套适合果品的防振包装设计以及合理选取缓冲材料的方法。
本文采用果品在运输过程中累积耗散能来定义果品的疲劳累积损伤时,由于实验条件的限制,对果品的品种、大小、成熟度、形状等对模型的影响缺乏深入的研究。后期的工作应增加模型的影响因子,更好地满足工程应用。