基于离散元仿真参数的微型薯物料测定

以脱毒微型马铃薯（简称“微型薯”）“大西洋”“中薯5号”和“华薯1号”为研究对象,以离散元软件EDEM中微型薯仿真研究所需的相关参数为目标,测定3种微型薯的物理力学特征参数和接触力学参数。采用响应曲面法设计试验,〖JP+1〗以静摩擦系数、滚动摩擦系数为试验变量,以堆积角为试验指标,将上述测定后的参数输入EDEM进行仿真,求取微型薯之间的滚动摩擦系数。以堆积角为响应值,使用圆筒提升法验证仿真结果的可信度。结果表明：与试验实际堆积角相比,不同品种的微型薯仿真结果差异均低于3%,仿真结果可靠。     

激光切割对马铃薯组培苗移栽后生长指标的影响

以机械剪切方式作为对照,使用以CO_2激光器在垂直照射、离焦量12 mm、光输出功率10 W的条件下的激光,对马铃薯组培苗进行无接触式切割,并对激光切割和机械剪切后马铃薯组培苗的生长情况进行对比试验。试验结果显示:使用激光进行马铃薯组培苗切割不会影响其生物活性;在培养21 d后,无论是单切口茎段还是双切口茎段,激光切割马铃薯组培苗的存活率、株高、节间数、节间长度、茎粗、根长、去根鲜质量等生长指标均优于机械剪切方式。试验结果表明,以激光切割方式代替传统机械剪切方式进行马铃薯组培苗的无接触式切割,极大简化了组培苗移栽时的动作,能有效避免组培苗交叉感染,促进移栽的组培苗茎段成活。     

马铃薯跌落碰撞时的接触应力分布特性

【目的】研究马铃薯跌落碰撞时的损伤原理。【方法】采用Prescale感压胶片和高速摄像技术测量在不同跌落高度马铃薯与5种材料碰撞时的接触应力分布特性和规律,确定马铃薯损伤和接触应力分布的关系。【结果】正交试验的响应曲面分析表明,碰撞材料、跌落高度、马铃薯质量对马铃薯碰撞的冲击压缩变形量影响显著,且影响程度由大到小为碰撞材料跌落高度马铃薯质量。研究结果发现,碰撞材料为65Mn钢、跌落高度为300 mm时,马铃薯开始出现损伤,碰撞材料为塑料ABS、土块、马铃薯和丁晴橡胶、跌落高度为400 mm时,马铃薯开始出现损伤。跌落高度200～800 mm,接触应力≤0.50 MPa占主要的接触面积,对马铃薯的损伤起主要贡献作用。马铃薯与不同材料碰撞在跌落高度400 mm (65Mn钢300 mm)时,接触应力≤0.20 MPa的区域占主要的接触面积,在跌落高度≥400 mm (65Mn钢≥300 mm)后,接触应力(0.20,0.60] MPa的区域为主要接触面积,0.20 MPa为马铃薯跌落碰撞损伤的临界应力。跌落高度与接触面积呈高度线性正相关,决定系数(R~2)均大于0.95。接触应力和接触面积的乘积(碰撞冲击力)与冲击压缩变形量呈高度线性相关,R~2大于0.96。【结论】建立的马铃薯碰撞损伤的线性回归模型能够准确预测和评估马铃薯跌落碰撞损伤。