葡萄與番茄力學(xué)特性及機(jī)械損傷的研究.pdf

1、生物學(xué)是研究生命的科學(xué),力學(xué)是研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué),而生物力學(xué)則是研究與生命相關(guān)的物質(zhì)特性及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué).在現(xiàn)代生物力學(xué)的研究中,對(duì)農(nóng)業(yè)生物力學(xué)的研究很少.中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),農(nóng)業(yè)義是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ),在實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化過(guò)程中,會(huì)有大量的問(wèn)題需要以現(xiàn)代力學(xué)為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)生物力學(xué)去解決.例如:提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品品質(zhì)(如保鮮)和產(chǎn)量等,而現(xiàn)代水果和蔬菜在生產(chǎn)和銷售過(guò)程中義存在有許多生物力學(xué)問(wèn)題,所以有必要對(duì)水果、蔬菜的生物力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究.水

2、果、蔬菜在采收和采收后的各個(gè)環(huán)節(jié)中都會(huì)有不同程度的損傷.水果、蔬菜的損傷使產(chǎn)品迅速腐敗變質(zhì),增加損耗.貯藏期較長(zhǎng)時(shí),已腐敗的產(chǎn)品還會(huì)危及到與其接觸的其它完好產(chǎn)品.水果、蔬菜的機(jī)械損傷造成的經(jīng)濟(jì)損失最大,也是最難解決的問(wèn)題之一.新鮮水果和蔬菜的機(jī)械損傷主要有五個(gè)來(lái)源:收獲、加工、貯藏、包裝和運(yùn)輸.生物力學(xué)的主要任務(wù)之一是應(yīng)用有關(guān)理論、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算方法,預(yù)測(cè)水果和蔬菜在上述各個(gè)環(huán)節(jié)中的受力狀態(tài),以便研究出更好的方法和設(shè)備,使其所受損失最小.對(duì)

3、水果、蔬菜機(jī)械損傷的研究不僅是設(shè)計(jì)有關(guān)加工機(jī)械、加工工藝的理論依據(jù),而且還為減少農(nóng)業(yè)及食品物料在收獲、加工、貯藏、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)中的機(jī)械損傷,提高產(chǎn)品質(zhì)量,探索新的控制方法和判斷依據(jù)提供最佳參數(shù).該文以整體葡萄為研究對(duì)象,通過(guò)整體壓縮和果皮的拉伸試驗(yàn),得到葡萄的宏觀力學(xué)參數(shù),這種測(cè)定客觀地提供了工程分析和設(shè)計(jì)中有用的數(shù)據(jù),為建立有限元模型提供了文獻(xiàn)中得不到的參數(shù);在建立葡萄與番茄力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,對(duì)其進(jìn)行了有限元分析,通過(guò)與壓縮試驗(yàn)對(duì)比確定

4、了果肉的彈性模量,并討論了泊松比對(duì)模型的影響,得出果皮與果肉的泊松比對(duì)產(chǎn)生的應(yīng)力值有著很大影響的結(jié)論;分析了葡萄的壓縮損傷與包裝損傷,得出葡萄的表皮的破裂是由于最大拉應(yīng)力造成的,并且破裂位置是從赤道平面開始,裂紋方向是沿子午線方向的結(jié)論.根據(jù)包裝損傷的模擬可以得到裝箱高度,為設(shè)計(jì)貯藏葡萄空間或容器提供合理依據(jù);對(duì)葡萄進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)模擬,計(jì)算了它們的固有頻率.并且葡萄皮的彈性模量對(duì)它們本身的固有頻率影響很小,而隨著果肉彈性模量的增加固有頻率