水果蔬菜生物材料的松弛模量實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)商品化程度提高,農(nóng)業(yè)工程中提出了許多新的力學(xué)問(wèn)題.其中水果和蔬菜在采收和采收后各個(gè)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的機(jī)械損傷是待解決的新問(wèn)題之一.為了預(yù)測(cè)和控制損傷,首先必須掌握果蔬材料的力學(xué)參數(shù).該文以馬鈴薯、蘋果為研究對(duì)象,應(yīng)用粘彈性力學(xué)理論中的應(yīng)力松弛測(cè)試方法,對(duì)其松弛模量進(jìn)行了測(cè)定,驗(yàn)證了粘彈性模型的正確性,具有一定的實(shí)際意義.并為預(yù)測(cè)和控制損傷、為有限元模型的建立提供了基本的粘彈性力學(xué)參數(shù).該文研究的主要內(nèi)容如下:1.以電子

2、萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)為主,配備力傳感器,靜態(tài)數(shù)字應(yīng)變儀,組成了應(yīng)力松弛的測(cè)試系統(tǒng).編制了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的串行通訊程序.2.通過(guò)靜態(tài)壓縮應(yīng)力松弛測(cè)試,得到了1018品種馬鈴薯試塊的粘彈性力學(xué)模型.應(yīng)用測(cè)得的粘彈性力學(xué)參數(shù),建立了馬鈴薯堆積情況的有限元模型,對(duì)恒定位移、恒定力兩種堆積工況進(jìn)行了模擬,得到了馬鈴薯在接觸區(qū)域和內(nèi)部的應(yīng)力、應(yīng)變和位移場(chǎng)及其隨時(shí)間變化的規(guī)律.模擬的結(jié)果驗(yàn)證了試驗(yàn)測(cè)試的正確性,同時(shí)得到了剪應(yīng)變是引組織失效的主要原因的結(jié)論,為損傷

3、的預(yù)測(cè)提供了參考依據(jù).3.以硬度表示果實(shí)成熟度,建立了成熟度對(duì)黃香蕉蘋果果肉松弛模量影響的流變簡(jiǎn)單、非流變簡(jiǎn)單兩種關(guān)系模型.把黃香蕉蘋果假設(shè)為流變簡(jiǎn)單材料,通過(guò)試驗(yàn)得到了果肉材料的成熟度影響因子.知道這種材料的成熟度影響因子,可以用來(lái)推測(cè)果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育到任一階段的成熟度,為確定合理的采摘時(shí)間,合理安排儲(chǔ)藏時(shí)間提供參考性依據(jù).非流變簡(jiǎn)單模型中,得到了成熟度對(duì)粘彈性模型參數(shù)的線性影響關(guān)系,與實(shí)際情況相符合.粘彈性材料宏觀力學(xué)特性與組織細(xì)胞微觀