苹果压缩特性的研究

通过苹果的压缩试验,测定和分析了其力－变形曲线的特性。结果表明,压缩时的加载速率与压头型式影响生物屈服力,破裂力与变形量的大小;在一定条件和范围内,苹果硬度与压缩曲线初始区段的斜率线性显著相关,且苹果的机械损伤与其变形量有关。     

南方冬种马铃薯压缩力学特性与理化指标相关性研究

研究以‘大西洋’和‘粤引85-38’(Solanum tuberosum L.)2种南方冬种马铃薯为研究对象,运用DW-100型电子万能试验机,沿3个不同方向在5种不同速率对马铃薯整茎进行压缩试验,分析品种、加载方向和加载速率对马铃薯压缩破裂时破裂力、变形量及破坏能的影响,并对马铃薯压缩特性参数与淀粉含量之间的相关性进行了研究。结果表明:品种和加载方向对破裂力和变形量影响极显著,其中与破裂力呈极显著正相关,与压缩变形量呈极显著负相关;加载速度对破裂力、变形量无显著影响;淀粉含量与压缩变形量呈极显著正相关,淀粉含量越高,压缩时破裂点变形量越大。     

鸡蛋表观接触弹性模量的测定

利用TA-XT2i质地分析仪对26个鸡蛋样品进行了平板探头压缩试验,测定了加载载荷与对应变形量的关系.运用SPSS软件对试验数据进行了分析处理,得到鸡蛋的表观接触弹性模量为1 034.75 MPa,26个样品的表观弹性模量值基本一致,其标准偏差为68.94 MPa.通过对鸡蛋试样的力与变形量曲线分析,发现鸡蛋蛋壳在压缩过程中无屈服现象.在破裂点之前,力与变形量基本成线性关系.鸡蛋样品蛋壳破裂处的平均载荷为40.37 N,标准偏差为7.4 N,平均变形量为0.39 mm,标准偏差为0.06 mm.     

猕猴桃压缩力学行为及蠕变特性的试验研究

为研究猕猴桃压缩力学行为,对其进行了压缩试验,得到了力-变形曲线,分析了压缩过程中的变形行为。结果表明,不同的加载速率影响破裂栽荷的大小和变形特征;随着加载速率的增加,破裂载荷有所增大;在力～变形曲线上有明显的锯齿流变现象,锯齿频率和应力变化幅度受应变率的影响。同时通过压缩试验对猕猴桃的蠕变行为进行了分析,给出了蠕变一时间曲线。该研究可为猕猴桃的运输、加工、贮藏等提供重要的力学参数。     

含水率对温185核桃静压力学性能的影响

为给核桃破壳机械设计提供依据,以温185核桃为研究对象,利用质构仪对不同干燥处理的核桃进行静压力学试验,运用Matlab和Origin软件进行数据处理,研究含水率对其力学性能的影响。结果表明:在干燥8 h后核桃含水率基本趋于稳定;在相同加载条件下,核桃在不同加载方向上所产生的载荷-变形曲线形态是相似的,除纵向外曲线上没有明显的生物屈服点,外壳在受力破坏时呈现出一定的脆性,没有延展性;核桃的初次破裂力、压缩变形量均随含水率的增加而增加。在含水率为3.24%、缝向上加载时初次破裂力和压缩变形量最小,最小值分别为52.41 N、0.39 mm;在含水率为12.99%、横向上加载时初次破裂力和压缩变形量最大,最大值分别为200.19 N、1.42 mm;通过对核桃含水率与应变能的关系分析得出,从缝向上进行加载时核桃破壳较容易。试验结果可为核桃破壳机械的研发提供参数依据。     

荔枝整果压缩力学特性试验

为减少机械损伤,水果采摘机械的设计与控制需充分考虑水果整体力学特性。对荔枝整果进行压缩试验,分析研究荔枝在压缩载荷下的变形规律和重复加载时其刚度的变化,根据Hertz接触理论求得整体荔枝压缩时弹性模量与变形量的关系曲线,通过对试验曲线的拟合求得荔枝刚度与变形的二次关系式。试验范围内得到的荔枝果壳破裂力为30～40N,其受载时趋于稳定的刚度值为6.3954×103N/m。该研究为采摘机械的设计、减少采摘损伤控制最小的载荷提供了参考依据。     

马铃薯整茎压缩力学特性研究

【目的】分析马铃薯的整茎压缩力学特性,降低收获作业时收获机具对马铃薯的机械损伤。【方法】在5种不同加载速率(15,25,35,45,55mm/min)和3个不同加载方向(x向:马铃薯块茎的脐部与顶点连线方向;y向:块茎径向截面的短轴方向;z向:块茎径向截面的长轴方向)下,对2种含水率56.8%左右且在甘肃种植面积较广的马铃薯(新大坪和陇薯3号)进行整茎压缩试验,测定马铃薯的压缩破裂力和变形量,并对其进行显著性和差异性比较。【结果】显著性分析表明:加载方向对破裂力影响显著,加载速率对破裂力影响极显著,品种对马铃薯压缩变形量影响显著;差异性分析显示:加载方向对破裂力影响不显著,但z向加载对马铃薯压缩变形量影响较大;15,25和35mm/min的加载速率对破裂力均有显著影响,当加载速率为45和55mm/min时,二者对破裂力影响的显著性表现一致;品种的差异性对压缩变形量有显著影响。【结论】马铃薯整茎压缩试验结果为甘肃产马铃薯的收获、贮藏、运输及加工装备的设计研究提供了必要的力学参数。     

含水率对西瓜籽性能影响的试验研究

含水率是影响西瓜籽性能的重要参数,通过试验获得在不同含水率(0.50%、3.80%、8.79%、13.54%、19.90%、29.60%、41.71%)下西瓜籽的破壳力与压缩变形的关系曲线,并分析不同含水率对西瓜籽各性能参数的影响.结果表明:西瓜籽的临界破壳力、临界压缩变形、抗压强度、单位变形、破壳能随着含水率的增加先升后降,西瓜籽的弹性模量随含水率的增加先降后升.     

典型花生种子脱壳特性试验及有限元仿真研究

为研究花生种子机械脱壳变形和等效应力变化规律,改进脱壳装备设计,以辽宁地区主栽品种花育23和鲁花1号花生种子为研究对象,以破壳力和变形量为试验指标,加载速度、含水率、加载方式和品种为影响因素,对花生种子作单因素试验分析,建立花生壳和花生仁有限元模型,采用ANSYS软件对其静力学仿真。结果表明,加载速度、含水率、加载方式和品种对破壳力均影响显著(P0.05);加载速度增加25%,破壳力和变形量下降7.54%及2.11%;含水率增加6.6%,破壳力和变形量上升19.7%及8.5%。花生壳不同加载方式有限元仿真最大变形量分别为2.34、3.23和3.86 mm,变形量与压缩载荷之间存在非线性关系,花生仁最大变形量约为花生壳的32%,试验结果与有限元仿真相近。研究为优化花生种子脱壳设备关键部件设计,降低脱壳破损提供参考。     

不同加载速度下脆熟期枣的压缩力学特性

为减小新鲜灰枣和冬枣在采摘和运输过程中的机械损伤,对南疆脆熟期的灰枣和冬枣进行不同加载速度下的水平和竖直压缩试验,并运用SPSS和Matlab软件对试验数据进行处理。结果表明,加载速度对脆熟期灰枣和冬枣的水平和竖直压缩破裂力有显著影响(P0.05),灰枣受水平压缩时,压缩破裂力随加载速度变化幅度较小,竖直压缩时,压缩破裂力与加载速度呈负相关关系;冬枣受水平和竖直压缩时,压缩破裂力均随加载速度的增大先增大后减小;在相同加载速度条件下,脆熟期灰枣和冬枣受水平与竖直压缩的压力-变形曲线的变化趋势相似,均没有明显的生物屈服点,但破裂力和破裂变形在数值上均有明显差异,表明其力学性能具有各向异性;在各种加载速度条件下,脆熟期灰枣、冬枣受竖直压缩破裂时的应变能比受水平压缩时的对应值大,脆熟期灰枣、冬枣受水平压缩破裂的最小应变能分别为108.49、166.88 m J,受竖直压缩破裂的最小应变能分别为229.38、371.12 mJ,表明2种枣在竖直方向的抗压缩力学性能优于水平方向的抗压缩力学性能。     

面向采摘机械手的蒜薹力学特性试验研究

为确定蒜薹的机械化采摘参数,以收获期蒜薹为对象,进行不同部位蒜薹的拉伸和压缩试验,以及整根蒜薹的拉伸试验。结果表明:拉伸初期,拉应力与应变近似线性增长,表现出弹性材料的特征;当应变增大到一定值时,拉应力随着应变缓慢增大,表现出弹塑性材料的特征。从顶部到根部,蒜薹的最大拉应力单调递减,最大压力总体呈现减小的趋势,蒜薹的弹性性能逐渐减弱,相同压力下的压缩变形量依次减小。当拉伸速度为20mm/min时,90%的蒜薹在根部断裂,此时最大拉应力为(1.2±0.1)MPa,最大应变为0.15±0.04。采摘机械手夹持蒜薹的最佳部位为蒜薹中部以上,夹持载荷应4.1N/mm。可用对数函数和多项式函数分别表达蒜薹的拉应力与应变及压力与压缩变形量的关系。     

麦秆压缩剪切特性的研究

用数理统计的方法在万能试验机和压力试验机上对干麦秆、浸湿麦秆和绿麦秆的压缩剪切力学特性进行了研究。得出了麦秆的力与变形、湿度、面积、外径的多元线性回归方程和在指定条件下的力与变形的关系,还测出了麦秆的强度模量值。     

盐岩变形参数确定方法

为更加准确地确定盐岩变形参数,利用弹性力学理论推导出常规三轴压缩试验确定盐岩变形参数的计算公式。对某地下盐穴储气库区盐岩试样进行单轴、三轴压缩试验,对比分析两种试验方法获取的盐岩变形参数结果;并研究以单轴压缩试验为依据确定盐岩变形参数时,应力-应变曲线不同变形段的选择对变形参数的影响。结果表明:当采用初始弹性变形阶段的应力-应变增量求取盐岩变形参数时,利用三轴压缩试验方法所得到的结果更接近实际;以单轴压缩试验为依据确定的盐岩弹性模量及剪切模量与实际有较大误差,对应抗压强度5%~10%弹性变形段参数结果较10%~30%弹性变形段参数结果更为准确。研究成果可为合理确定盐岩变形参数提供参考依据。     

苹果在静载作用下的变形规律

以苹果的完整形态为对象,从工程的角度来研究苹果在静载作用下的变形规律,在试验的基础上,通过理论分析得到描述苹果粘弹特性的四单元力学模型,并由此进而推得变形的数学模型,经逐步回归计算,获得了表示变形规律的回归方程。     

苹果烂果病在晋南果区的发生与防治

通过 1998～ 1999年对苹果烂果病的研究 ,明确了引起烂果的主要病害种类是苹果轮纹病和苹果干腐病。室内孢子萌发试验表明 :此病的发生与湿度关系密切。大田药剂防治试验表明 :喷药期决定着防治效果 ,烂果病防治应在谢花后、气孔皮孔开始形成时进行     

苹果箱有限元分析及结构优化

为了减少苹果在运输、贮藏、码垛过程中的损伤,降低苹果的装箱损失,对3种常用苹果箱进行三维建模,通过有限元仿真分析苹果箱受力特性和变形,通过在应力集中、变形量大的部位设置加劲肋,有效提升苹果箱工作强度,并对比3种苹果箱的制造成本。分析表明,圆孔箱在制造用料较少的情况下可满足应力和变形量要求。该研究设计出稳定性高、装载能力强、节约材料的苹果箱,为提升苹果箱质量、减少苹果装箱损失提供参考依据。     

荸荠压缩特性试验研究

为获得荸荠的力学性能参数及对荸荠破坏极限的影响,以荸荠的品种、压缩速率及压缩部位为试验因素,对荸荠进行正交压缩试验。通过分析其对应的力-位移曲线所得到相应的破坏极限Fb、破坏能Ub等参数的试验,得出结果表明,在相同变形的情况下,荸荠轴向所承受的载荷大于径向载荷。方差分析发现,荸荠品种、压缩部位以及荸荠品种和压缩部位之间的交互作用对破坏极限影响极显著,压缩速率对破坏极限影响显著,而荸荠品种与压缩速率之间的交互作用对破坏极限影响不显著。     

鲜枣应力松弛特性试验及虚拟样机仿真分析

为预测鲜枣在特定应变状态下的机械响应,减少其机械损伤和结构缺陷,以甘肃省敦煌市产鸣山大枣整果为研究对象,进行应力松弛试验,并对其应力松弛特性进行仿真分析。通过试验获得横向、纵向及常变形量为2mm、3mm时的应力-时间关系曲线和松弛特性数学模型,并应用ADAMS建立鲜枣动力学仿真模型。研究结果表明:鲜枣的应力松弛特性可用三元件Maxwell模型描述,相关系数R20.95;鲜枣纵向压缩的松弛应力任意时刻都大于横向压缩,且压缩变形量越大,平衡应力越大;松弛特性参数弹性模量之间和松弛时间之间都具有显著的相关性;鲜枣纵向受压松弛仿真值与试验值最大偏差为9.0%,验证了仿真数值解的正确性。