蘋果機械損傷分布特征模擬分析及貯運條件控制.pdf

1、研究蘋果在儲運過程中的機械損傷分布特征可以減少蘋果運輸過程中的損失，提高蘋果的儲運效益。本文基于皮、肉、核三層結(jié)構(gòu)模型對蘋果靜動態(tài)機械損傷進行了有限元模擬分析，同時也模擬分析了箱裝蘋果的損傷特征。其主要研究結(jié)果如下:
　　(1)通過對蘋果進行結(jié)構(gòu)分層，把蘋果分為蘋果皮、蘋果肉、蘋果核三部分組織，并分別制作成實驗試樣，實驗測定了三部分組織材料的拉伸和壓縮力學特性。實驗結(jié)果顯示，果皮橫向和縱向彈性模量相差不大，而皮、肉、核三者之間的彈

2、性模量相差較大，且果皮的彈性模量最大，蘋果肉的彈性模量最小。因此，在蘋果的壓縮、跌落以及箱裝蘋果跌落模擬時都把蘋果視為皮、肉、核三層結(jié)構(gòu)模型。
　　(2)應(yīng)用有限元方法模擬分析了蘋果正立和側(cè)立時靜載壓縮力學行為。結(jié)果表明，正立時比側(cè)立時有更小的損傷數(shù)值，而且蘋果果梗部位的承載能力大于蘋果的赤道部位。蘋果正立和側(cè)立時所表現(xiàn)的損傷分布特征也明顯不同。正立壓縮時，蘋果的應(yīng)力以梗萼方向為軸線向外擴散;側(cè)立壓縮時，蘋果的應(yīng)力從壓板接觸的赤道

3、位置向梗萼軸線方向逐漸減小。因此，蘋果裝箱時盡量保持正立放置，避免因側(cè)立放置所帶來過多的損傷。
　　(3)應(yīng)用有限元方法模擬分析了單個蘋果跌落至不同緩沖材料（鋼板、膠合板、瓦楞紙板、橡膠板、EPE板）的損傷特征。模擬結(jié)果表明，無論哪種緩沖材料，跌落損傷程度都隨跌落高度的增大而增大。在鋼板、膠合板、橡膠板上的跌落時的損傷輪廓分布呈現(xiàn)為圓形。在瓦楞紙板和EPE板上的跌落損傷輪廓呈現(xiàn)為散點式分布，這是因為瓦楞紙板和EPE板具有良好的緩沖