猕猴桃压缩-应力松弛的试验

猕猴桃果实组织和部位的各特性参数呈现出差异性,其中外圈果肉和内圈肉囊组织的流变特性参数差异极显著,上、中、下3部位的差异不显著;肉囊组织结构不均匀,流变特性参数的离散性比果肉组织大。运用TA-XT2i质地分析仪对猕猴桃开展了压缩—应力松弛特性的研究。此试验研究为猕猴桃的流变特性分析和品质评价奠定了基础。     

苹果果肉各向异性力学特性分析和试验研究

对苹果果肉的各向机械特性进行压缩试验,获得在不同压缩速率下,不同部位、不同深度处苹果果肉的机械特性。结果表明:对于同一取样部位,硬度、脆度、咀嚼性和弹性值,外层果肉均高于内层果肉,只有粘度值为内层果肉高于外层果肉;对于同一取样深度,硬度、脆度、咀嚼性和弹性的分布规律近乎一致,从果梗部到底部依次减少,但粘度值不断增加。研究结果为苹果的后续加工、储存和采摘机械设计提供参考依据。     

常温贮藏中番茄应力松弛特性试验

运用Instron万能试验机对常温贮藏的整番茄进行了应力松弛特性试验,分析了松弛特性4个参数、压缩特性的压缩弹性模量E、坚实度F,以及糖酸比等指标的变化规律。结果表明,松弛特性参数与压缩特性指标先下降,后逐渐上升,至第9天达到最高峰,然后一直下降;常温贮藏期间番茄的糖度和酸度均缓慢增加;而糖酸比越低,应力松弛时间越长。     

双锥压缩式哈密瓜承载托辊的设计及参数计算

针对当前水果检测分级过程中大型水果承载托辊形式单一的问题,设计了一种新型双锥压缩式哈密瓜承载托辊。该托辊不仅能够实现哈密瓜的360°旋转,还能够在蓄能弹簧的作用下自动适应不同大小的哈密瓜,增加哈密瓜在旋转过程中的稳定性。通过对100个成熟哈密瓜样本进行测量,建立了哈密瓜的质量及纵横径尺寸数据库,并在此数据库的基础上对双锥压缩式哈密瓜承载托辊的参数进行了设计和计算。计算结果表明:双锥压缩式哈密瓜承载托辊的承载范围为1.5~5kg,锥形滚子的斜边与中心轴线之间的角度为29°,弹簧刚度为0.169 N/mm。本文所设计的双锥压缩式哈密瓜承载托辊能够较好地适应哈密瓜的检测分级,具有一定的创新性。     

苹果两向异性力学特性和跌落试验研究

压缩和冲击力学特性是与农业物料的损伤密切相关的物理特性。为了确定苹果的力学特性,利用万能试验机对苹果果肉和果皮进行了力学试验,并分析了苹果果肉的压缩特性和果皮的拉伸特性。针对苹果的冲击力学特性,选择冲击材料、冲击材料的水平速度和苹果跌落方向3个因素设计跌落试验。压缩试验表明:苹果果肉径向和轴向的弹性模量分别为(2.81±0.37)、(3.96±0.69)MPa,两向的弹性模量和屈服强度都具有显著性差异,而果皮的横向和纵向在弹性模量上有显著性差异(p<0.05)。跌落试验表明:果实的轴向抗损伤能力强于径向,果实损伤量随着冲击材料的水平速度增大而减小,且冲击材料的表面粗糙度会影响果实损伤量。本研究可为深入理解果实压缩特性和冲击损伤机理提供帮助,并为建立更准确的果实模型提供基础依据。     

马铃薯压缩特性与淀粉含量相关性研究

通过对内蒙古自治区呼和浩特产紫花白品种马铃薯的整茎和圆柱形试样进行试验研究,获得了不同试验条件下的压缩参数和曲线,并对马铃薯圆柱试样和马铃薯整茎的压缩特性进行对比,分别确定了马铃薯整体压缩和圆柱形试样压缩时的模型.同时,通过碘比色法测定了试验后马铃薯样品的淀粉含量,并与相应的压缩力学参数进行了相关性分析,得出马铃薯不同部位及整茎淀粉含量与相关压缩参数间的线性回归方程,为利用力学参数预测马铃薯淀粉含量提供了参考依据.     

圣女果常温贮藏过程中压缩特性试验

运用万能试验机对常温贮藏下的圣女果进行压缩特性试验,研究了不同压头、不同压缩速度下的压缩曲线,同时对破坏极限Frax屈服极限Fs、刚度K、变形能Us、破坏能Ub等压缩特性指标的变化规律进行了分析.结果表明:不同压头和不同加载速度对屈服极限Fs、破坏极限Fmax与变形量的大小都有影响;刚度K和屈服极限Fs随贮藏时间的延长逐渐下降,变形能Us逐渐上升,而破裂极限Fmax和破坏能Ub的变化比较复杂.研究结果对圣女果贮藏、运输等都具有实际意义.     

荔枝物理参数和机械特性的试验研究

为了给荔枝精深加工机械的研发提供设计依据和理论基础,对荔枝的物性参数(球度、果壳厚度和鲜果平均密度等)和机械特性(压缩破坏载荷及变形)进行了测定.结果表明:机械加工中荔枝鲜果可以作为球体处理;不同部位果壳的厚度差异较大;各品种的密度都略大于1×103 kg/m3;压缩破坏平均载荷约60N;破坏时的平均变形量约10mm.     

荔枝果核力学特性分析及试验

针对荔枝果核的物理机械特性,运用Hertz弹性接触理论,建立果核压缩过程力学模型.通过对荔枝果核的压缩试验,测得其理学特性参数,结果表明:荔枝果核在压缩过程中主要为弹性变形,达到破坏极限时,果核产生应力裂纹或破碎而破坏;果核的弹性模量在20～50MPa之间,最大值出现在压缩开始阶段,并逐渐减小,趋于稳定.上述结果为荔枝去核理论的发展及相关机械的设计等提供了必要的参考.     

3D扫描仪、质构仪在哈密瓜物料特性测试中的应用

以新疆吐鲁番市哈密瓜(金蜜17号)为试验材料,为提高哈密瓜测试的准确性,首次利用3D扫描仪、质构仪等现代测试手段测得哈密瓜的空间尺寸和质构参数。为其他相关设备的设计提供参数依据。     

挂面在储藏过程中面条质构特性的变化

将以全封闭包装和半封闭包装这两种包装形式的挂面分别储藏在10℃、室温和40℃温度下,采用质构仪对挂面在储藏过程中的煮熟面条分别进行质构剖面分析(TPA)和拉伸测试。面条质构测试结果表明:挂面在储藏过程中,随储藏时间增加,煮熟面条TPA特性指标中除黏附性逐渐增大外,硬度、弹性、黏聚性、胶着性、咀嚼性和回复性均逐渐降低;面条拉伸特性指标拉伸距离和拉断力随储藏时间延长逐渐降低。温度越高,面条质构特性变化越明显,挂面在储藏过程中面条品质越来越差。面条质构特性指标与基本理化指标之间存在相关性关系。     

库尔勒香梨物理及压缩特性试验研究

为确定库尔勒香梨智能化采收参数,减小香梨在采摘过程中的机械损伤以及为香梨采摘机器人末端执行器的设计提供理论依据,试验测定获取香梨果实的物理参数,通过对香梨进行静态压缩试验、抗压特性试验、单因素试验及正交试验测得香梨的压缩特性参数。研究结果表明:香梨果实一般纵径大于横径,果型指数为1.12,质量约为119.42 g,香梨果实与硅胶材料之间摩擦系数为1.1,香梨果实无损夹持力范围约为0.95～30 N;采用SPSS软件分析正交试验结果得知,对香梨压缩特性的影响的因素显著性水平依次为压缩量、加载位置、压头材料、压头类型、加载速率,其中加载速率对香梨的压缩特性的影响较其他因素显著性较低。     

番茄力学特性的研究

通过对番茄的压缩试验，测得其力一位移曲线，得出在相同加载速率下，不同硬度的番茄在横、纵向压缩时的力学特性及刚度与变形之间的关系式。同时，对番茄皮进行了横、纵向的拉伸试验，得到了番茄皮的弹性模量与应变之间的关系表达式，确定了可以用整体番茄的破裂强度与破裂延伸率和番茄皮的破坏强度值作为番茄破坏的评价指标，为建立番茄力学模型及机械设计提供了力学参数。     

新疆红枣残枝力学特性试验研究

新疆南疆地区因枣树管理每年修剪产生残枝约70万t,针对红枣残枝粉碎后多元化利用的需求,测定了红枣残枝的力学特性(压缩、弯曲和剪切的各项力学参数)和枣枝的物理性质(密度、含水率)。试验结果表明:红枣残枝顺纹压缩、横纹压缩和弯曲的应力-应变曲线图弹性段本构关系均符合胡克定律,剪切破坏为塑性破坏方式;枣枝顺纹压缩抗破坏强度、抗破坏弹性模量和承受外力功均大于横纹压缩,顺纹压缩功与抗压强度之间呈多项式函数正相关,横纹压缩功与抗压强度之间呈指数函数正相关;枣枝密度与抗弯强度、抗剪强度之间均呈多项式函数正相关,含水率与抗弯强度之间呈多项式函数负相关,与抗剪强度之间呈幂函数负相关。研究结果可为红枣残枝粉碎机械的设计和优化提供理论依据和参考。     

牧草压缩过程应力松弛试验研究及压缩活塞的力学分析

应力松弛是牧草压缩过程中显著的流变学特性。研究压缩室不同截面下的应力松弛特性,可为牧草压捆机的压缩频率的确定提供理论依据。为此,以高密度压捆机为试验装置,以羊草为试验材料,分别以360mm×4 4 0 mm、3 6 0 mm×4 5 0 mm、3 6 0 mm×4 6 0 mm这3种压缩室截面进行试验,获得了压缩室不同截面下应力松弛特性。试验表明:在不同截面下开始应力松弛的前3s应力松弛明显,在3s之后应力随时间的推移而松弛放慢,超过10s应力松弛速率趋于水平,从尽可能使草片有较充分应力松弛和保证较高的生产率的综合角度出发,在实际牧草压缩生产中将压缩频率选在3~10s之间较合理。在试验的基础上,对压捆机压缩活塞进行力学分析,寻找出了压缩活塞工作过程中最容易变形的部位,为压捆机压缩活塞的设计及结构强度校核等提供了依据。     

河套蜜瓜机械特性及其与硬度和糖度关系的试验

通过对不同硬度完整形态的河套蜜瓜准静态机械特性参数和相对应样品折光糖度的测定和分析,建立了机械特性参数与折光糖度关系的回归方程,并通过偏回归系数标准化,反映出机械特性参数与糖度指标关联的重要程度的次序为:杨氏模量＞变形能＞破坏能＞破坏极限＞屈服极限.经检验,所建立的回归方程有意义并且显著,因此可通过机械特性参数对河套蜜瓜果实的糖度指标变化情况进行预测.试验结果表明,随果实硬度降低,其屈服极限和变形能明显减小.完整果实受压初期,随应变增加而应力下降;应力下降达到最低点以后,硬度越大,应力-应变曲线斜率越小,曲线越平坦.较低硬度的果实受压时较早进入屈服状态,果实内部微观组织易损伤.     

梨的各向机械特性差异

硬度是水果质量评价的一个十分重要的指标。与水果硬度有关的机械特性有破坏应力、破坏应变、破坏能和杨氏模量等。以前,人们常假设水果内各处机械特性基本一致,有关水果的非均质、各向异性机械特性的研究很少。本文研究了梨肉取样部位、方向、深度及朝向对破坏应力、破坏应变、破坏能和杨氏模量等指标的影响。试验表明：样品的部位、方向、深度等显著影响４个机械特性指标,而朝向对指标的影响呈极不显著。     

龙眼力学特性的有限元分析

根据龙眼的几何尺寸和物理参数,用ANSYS软件建立了龙眼的力学模型.采用模型计算和试验测试相结合的方法,确定出龙眼果肉的弹性模量.通过对压缩载荷作用于龙眼蒂部和腰部的有限元分析,得出压缩载荷作用下龙眼内部的应力分布规律,探明了最大拉应力是龙眼宏观破裂的主要原因.     

嵌岩桩承载特性的试验研究

为研究嵌岩桩的承载特性并为武汉天兴洲大桥桩基工程提供技术咨询,进行了室内模型试验。试验依托该桩基工程,依据相似原理,确定了模型桩的抗压强度、弹性模量以及周围岩土体的强度参数等,并用有机玻璃棒模拟桩体,用石膏砂混合体模拟基岩,用粉细砂模拟上覆土层,设计了粗糙度不同、嵌岩深径比不同的两组试验,研究了桩侧粗糙度和嵌岩深径比对嵌岩桩承载特性的影响。试验结果表明,桩侧越粗糙,其极限承载力越高,桩端阻力的分担比例越小,桩侧阻力的分担比例越大;随着嵌岩深度增加,桩项沉降减小,桩端阻力所占比例减小,当嵌岩深度超过5D（D为桩的直径）时,桩端阻力所占比例不超过30％;桩底的沉渣影响其承载特性。试验表明嵌岩桩的桩侧粗糙程度、嵌岩深径比直接影响其承载力以及桩侧阻力和桩端阻力的分担比例,嵌岩桩的设计嵌岩深度不宜超过5D,当桩底存在沉渣时,可适当加大,这也反映了施工质量影响其承载特性。     

马铃薯应力松弛特性

通过对马铃薯的应力松弛试验.获得了不同压深、不同面积下应力松弛参数和曲线,确定了马铃薯整体压缩时应力松弛模型.同时,对各松弛参数进行了相关性分析,得出了马铃薯整体松弛试验各参数间的相关关系.试验结果表明,对马铃薯的应力松弛特性进行整体压缩试验时,沿脐部轴线方向的松弛应力较小.