苹果跌落冲击力学特性研究

果品跌落冲击力学特性的研究是表征其流变性能、跌落损伤机理以及设计作业件的基础。构建果实自由跌落冲击力学参数测试系统,对“富士”苹果进行不同高度的单次自由跌落、同一部位的多次跌落试验。在测试获得冲击力－时间数据的基础上,基于运动学原理进行理论分析计算,得到加速度－时间、冲击力－变形量、应力－应变以及跌落冲击弹性恢复系数等动态关系。研究结果表明随着跌落高度、跌落次数的增加,苹果冲击力、加速度峰值、冲击最大变形、冲击结束后的残余变形逐渐增大。苹果跌落弹性恢复系数随着跌落高度而逐渐降低,随着跌落次数增加而逐渐增大。跌落次数对跌落变形量增加的影响不显著,随着跌落次数的增加残余变形变化很小。     

跌落冲击下果实动态本构模型的构建与表征

基于果实非损伤条件下的跌落冲击动力学特征,提出表征其非线性黏弹性的本构模型与模型参数识别方法。该模型包括一个非线性弹簧元件、一个线性增强黏性元件。以苹果为研究对象,进行多个高度下的跌落冲击试验,获得其发生损伤的临界跌落高度;基于临界跌落高度下的冲击试验结果,建立其跌落冲击方程,进行跌落冲击响应的数值分析与模型参数识别。结果表明,理论结果与试验值很吻合,采用本模型结合试验结果能较准确地确定类似特性果实的动态流变特征参数。研究结果为果实动态流变特性分析以及模型表征提供了一种新方法,也为进一步表征果实的黏弹塑性损伤特征提供基础。     

土壤有机复合物降解的动力学模型

A set of equations in suggested to describe the kinetics of degradation of organic ompounds applied to soils ad the kinetics of growth of the inolved microorganisms:-dx/dt=jx kxm dm/dt=-fm gxm where x is the concentration of organic compound at time t,m is the numer of microorganisms capable of degrading the organic compound at time t,while j,k,f and g are positive constants,This model can satisfactorily be used to explain the degradation curve of organic compounds and the growth curve of the involved microorganisms.     

土壤中农药的降解动力学模型研究进展

分别从化学动力学、微生物作用以及各种环境因素影响的角度综述了土壤中农药降解的数学模型，反映了这一领域的进展概况。     

车辆转向统一动力学模型及模型跟踪控制

为将两轴车辆控制算法应用于多轴车辆,该文在多轴转向车辆二自由度动力学模型的基础上,建立了多轴转向车辆和两轴车辆的统一动力学模型;在此统一动力学模型的基础上可通过对任两轴车轮的控制就能实现对多轴转向车辆的控制。同时根据零侧偏角控制策略构建了多轴车辆的动力学理想模型;对前轮机械转向和前轮电控转向的多轴转向车辆,分别设计了基于模型跟踪的控制系统并进行了分析。分析结果表明,采用统一动力学模型、零侧偏角控制策略和模型跟踪控制方法,控制系统调整方便且较易实现,也能达到理想的控制效果。     

土壤频繁应用杀虫剂的降解动力学统一模型

This paper deduces a kinetic model for microbial degradation of pesticides in soils:x=x0(M/[M-m0 m0exp(μt)])^kM/μ where x is the concentration of pestcide at time t,x0 the initial concentration of the pesticide,m0 the initial number of pesticide-degrading microogranisms,M the carrying capacity for the microorganisms,μ the specific growth rate of the microorganisms,and k the rate constant for the pesticide degradation.In periodic applications of pesticides,this model can be used to continumously describe every degradation curve.Whether a lag phase occurs or not,we can obtain the minimum residue of the pesticide(xe): xc=xdexp(-kMτ)/[1-exp(-kMτ)]where τ the regular time intervals between applications ,and xd the dosage of the pesticide.     

风沙运动的散体动力学模型及其动力学过程

 风是散体沙粒运动的原动力,使沙粒在一定的空间和地形中运动。在一定的时空尺度内,风沙运动具有离散系统的动力学特征。运用DEM(散体单元法),结合相关学科的研究方法,依照系统中风场对沙粒的作用机制,确立沙粒之间以及沙粒与沙床之间的本构关系,设立相应的边界条件,建立风沙粒沙床的离散系统的散体动力学模型。从单颗沙粒这一基本尺度出发,对风沙运动研究中重大问题纳入同一散体模型,并对风沙运动过程中沙粒所表现出的各种运动方式,视为风沙系统的动力学同一问题,进行整体描述。在此基础上,可建立相应的实验模型,对散体动力学模型的理论模拟结果和实验结果进行对比。验证所建模型的正确性和可行性。这一探索将为风沙运动的分析研究提供新的思路和方法,对于促进风沙运动理论的发展和防治沙实践,都有十分重要的意义。     

农药降解动力学模型的改进研究

研究构造出生物和非生物非线性影响因子函数1-a(c/ c0 ) θ,提出一种通过参数调整兼容指数衰减、线性和非线性作用等各种影响机制的自适应的农药降解非线性动力学模型,该改进模型直观且适用性广,可描述降解曲线凹凸有拐点的情形,用于预测时间间隔相同、连续施药的累积残留量及其极限值,实例应用表明其拟合精度和拟合效果明显优于其他模型     

弹性蛋白酶分批发酵动力学模型的建立

对70L发酵罐内Bacillus sp.EL31410分批发酵动力学模型进行了研究。在Logistic方程和Luedeking-Piret方程的基x础上,建立了弹性蛋白酶分批发酵动力学模型。根据实验数据确定了模型参数,得到菌体生长动力学模型为dx/dt=0.180(1-x/9.77)x,弹性蛋白酶生产动力学模型为dp/dt=-dx/dt=4.278x以及葡萄糖消耗动力学模型-ds/dt=0.03(dx/dt)-7.53x。将模型预测值与实验值进行比较,结果表明模型具有良好的适用性。     

固定化纤维素酶催化反应动力学模型研究

建立固定化纤维素酶反应动力学模型，在此基础上系统研究了席勒模数、产物竞争性抑制、体系宏观底物浓度等因素对球形载体内部底物分布的影响，并讨论了各因素对固定化纤维素酶效率因子的影响。结果表明席勒模数增大使载体内底物浓度降低，效率因子减小；产物竞争性抑制增大使载体内底物浓度升高，对效率因子的影响与席勒模数和体系宏观底物浓度有关，共存的产物竞争性抑制和内扩散限制之间存在相互减弱对方影响的效应；体系宏观底物浓度增大使载体内底物浓度升高，效率因子增大，可以减弱席勒模数与产物竞争性抑制的影响。     

黄腐酸(FA)旱地龙在苹果节水生产中的应用效果研究

该文通过正交试验，探讨了在有限灌水条件下黄腐酸类抗旱剂FA旱地龙对果树的生长发育、保墒能力、果实品质及产量的影响。研究结果表明：果树施用FA旱地龙后，有抗旱增产效果，增产幅度可达4.88%～7.32%，平均单果质量增加4.2%～8.4%，并且使果实品质得到改善；与充分灌溉条件相比，水分利用效率也有所提高，每hm²节约灌溉水量487.5 m³。同时，该文还在分析本地区各降水年型水分盈亏特点的基础上，探讨了不同降水年型下FA旱地龙的最佳喷施次数和喷施时间。     

“嘎拉”苹果跌落损伤脆值及损伤边界研究(英)

对于果实产品,通常其作业、运输过程中的主要机械破坏形式为跌落冲击引起的产品局部损伤,而非直接发生破裂.作为传统跌落冲击脆值与破损边界理论的延伸,提出了跌落损伤脆值与跌落损伤边界的新概念以及相应的工程定义.考虑到传统产品脆值与破损边界曲线试验方法的局限性,提出了测定获取果实跌落冲击损伤脆值与跌落损伤边界曲线的技术过程与方法.以嘎拉苹果为研究对象,设计多组不同高度对嘎拉苹果进行自由跌落刚性冲击试验.在测试获得冲击力一时间数据的基础上,通过理论分析计算,得到加速度一时间、变形量一时间等动态关系曲线,获得了嘎拉苹果跌落损伤脆值;构造了嘎拉苹果跌落损伤边界曲线.结果表明,跌落损伤边界曲线与传统产品跌落破损边界曲线存在较大差异.对应果实产品,即使速度很小,只要产品瞬时加速度达到一定值,也将产生冲击损伤:对应不同的损伤率,构造了相应多条损伤边界曲线.提出的概念及研究结果为控制果实类产品的跌落损伤、合理地进行缓冲包装设计提供了新的理论基础.     

微波预处理原料对苹果汁褐变的影响

为了防止苹果汁在贮藏过程中褐变,采用不同的微波功率和时间预处理原料苹果,研究微波预处理对苹果汁褐变的影响。结果表明,微波处理可以提高苹果汁的色值,降低多酚氧化酶的活性,引起氨基态氮含量的下降,并使苹果汁的酸度略微提高。在微波功率为720～900 W,处理时间75～125 s时,果汁色值较高。室温贮存45 d后,微波功率900 W,时间为100 s处理的果块,果汁色值为67.8,比未经微波处理的高91.5%。微波预处理是防止苹果汁褐变的一种简便安全、合理经济的加工方法。     

板栗收获拍打式落果装置设计与试验

针对板栗人工收获效率低、高空落果易伤人等问题,该研究设计了一种板栗收获拍打式落果装置。装置采用无急回特性的摇杆机构,建立拍打摇杆的角位移、角速度和角加速度运动学方程,进行动力学数值仿真。通过板栗树果实与树枝的分离力试验,得出不同拉力角的分离力变化规律,0°～90°,随着拉力角的增大分离力逐渐减小,拉力角为0°时最大分离力为65.24 N。对4种常用材料的拍打条分别进行三因素三水平正交试验。结果表明,聚氨酯材料的拍打力小于板栗与树枝的分离力,铁片和玻璃纤维拍打力满足要求但作用力过大容易损伤板栗树枝,最佳拍打条材料为低密度聚乙烯,最优组合为电机转速600 r/min、拍打条长度350 mm、拍打角度20°,此时拍打力大小为70.71 N。田间试验结果表明,该落果装置能有效采摘板栗果实,平均落果率为90.5%,且对板栗树枝损伤较小。该设计满足板栗果实的采摘要求,对板栗收获机的研发提供了理论依据。     

钙对苹果果实发育及果肉细胞超微结构的影响

以"红富士"苹果果实为试材,从盛花后10d开始,分3次向果实中引入CaCl2及EGTA,研究了钙对果实细胞超微结构和果实生长的影响。结果表明,钙处理使果实细胞细胞壁、质体等区域的电子密度增大,质体上的嗜锇颗粒大而清晰;钙的缺乏造成细胞壁扭曲、断裂等现象,使质体结构异常。钙处理抑制了果实生长。花后10～20d钙缺乏,促使果实横径发育,之后缺乏,对果实横径生长起到抑制作用。     

自然生草对渭北旱塬苹果园土壤氮及果实品质的影响

为了减少土壤硝态氮的积累,防止苹果缺钙症状的发生,该研究以果园清耕为对照,探讨渭北旱塬果园自然生草(繁缕和牛繁缕群落,自然生草2、4、6和8 a)对土壤有机质、全氮、硝态氮、铵态氮、水溶性钙含量和苹果果实中的氮、磷、钾、钙含量及果实缺钙症状和果实品质等的影响.结果表明果园自然生草可提高0～40 cm土层土壤有机质、全氮...     

套袋对“寒富”苹果果实香气成分的影响

套袋是我国苹果生产的一项关键技术,而目前有关套袋技术的研究主要集中于果实微域环境、果皮结构、果皮抗逆能力、果实品质等方面, 很少考虑果袋对果实内质的影响。果实香气是果实内质的主要组成部分, 对果实的风味起重要作用, 但是关于果袋材质对果实风味的影响鲜见报道。研究不同材质果袋对苹果果实香气的影响, 可为有效调控果实香气、提高果实品质提供依据, 为更科学合理地选择果袋、完善套袋技术措施、研发新型果袋提供参考。本研究采用静态顶空和气相色谱/质谱联用技术, 研究了套用不同材质果袋(塑膜袋、双层纸袋、反光膜袋)对“寒富”苹果果实香气成分的影响。结果表明: 套袋降低了“寒富”苹果果实中芳香物质的总含量, 但不同材质果袋影响程度不同, 未套袋对照果实芳香物质总含量为0.792 μg·g^-1, 套塑膜袋果实芳香物质总含量略低于对照, 套双层纸袋果实芳香物质总含量为对照的59.97%, 套反光膜袋果实芳香物质总含量为对照的79.67%; 套袋提高了果实中酯类物质的总含量, 降低了醇类、醛类物质的总含量; “寒富”苹果果实特征香气成分为2-甲基丁酸乙酯、丁酸乙酯、2-甲基丁酸己酯、己酸乙酯、己醛, 属于“酯香型”; 2-甲基丁酸乙酯为套塑膜袋和双层纸袋果实最重要的特征香气成分, 丁酸乙酯和2-甲基丁酸乙酯为套反光膜袋果实最重要的特征香气成分, 2-甲基丁酸乙酯和己醛为不套袋果实最重要的特征香气成分。果实套袋不利于重要香气成分(E)-2-己烯醛的生成, 这可能是导致套袋果实香味稍逊于不套袋果实的一个原因。     

苹果介电特性对其射频加热均匀性的影响

射频加热作为一种新型的热加工技术,在果蔬烫漂工艺中应用潜力巨大。介电特性是影响果蔬射频加热的主要因素,其大小受到电磁场频率、温度以及水等因素的影响,依据介电特性变化可以对果蔬烫漂工艺进行优化改进。该文选用富士和秦冠2个苹果品种,采用末端开路同轴探头技术测定了不同温度（25、40、60、80、95 ℃）,不同频率（12～3 000 MHz）下,苹果的介电特性的变化规律。采用6 kW、27.12 MHz的射频加热系统在不同极板间距（110、120、130 mm）下,对苹果块进行加热处理,通过荧光光纤测温探头监测样品的中心温度,得到3种不同极板间距下苹果块中心温度从25升至95 ℃的升温曲线和升温速率。用红外热像仪测定加热前后苹果块表面的温度分布,研究了苹果块射频加热均匀性。结果表明：苹果果肉的介电常数和损耗因子在12～3 000 MHz之间随着频率的增大先降低,后增大,再降低;温度对苹果果肉的介电常数和损耗因子的影响没有特定的规律;射频加热苹果块时,极板间距110 mm时升温最快,130 mm时升温最慢,各需要120和150 s。且苹果块中心温度随时间近似线性增长,射频加热过程中,苹果块表面温度分布表现出中心加热现象,即中心温度高,边缘温度低。     

苹果采摘机器人视觉系统研究进展

视觉系统是苹果采摘机器人最重要的组成部分之一,它在一定程度上决定了苹果采摘机器人完成采摘任务的质量及速度。为明确苹果采摘机器人视觉系统所面临的挑战及未来研究方向,该文首先对世界各国现有苹果采摘机器人的研究情况从视觉传感器类型、视觉系统硬件组成、采摘成功率及作业时间等方面进行了概述,然后分别对现有苹果采摘机器人视觉系统中苹果图像分割方法、受着色度、光照、表面阴影、振荡、重叠及遮挡等影响下的苹果目标的识别与定位方法、苹果采摘机器人视觉系统对枝干等障碍物的识别方法以及视觉系统中双目视觉技术立体匹配问题进行了综述,进一步分析了苹果采摘机器人视觉系统中存在的问题,指出视觉系统结构的优化、视觉系统中智能算法的优化、提高视觉系统的实时性、振荡苹果目标的识别与定位、视觉系统受振动影响时苹果目标的识别与定位及提高视觉系统的性价比等方面将成为未来重点研究方向,为深入研究苹果采摘机器人视觉系统提供参考。