水果蔬菜生物材料的松弛模量實驗研究.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問題.其中水果和蔬菜在采收和采收后各個環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的機械損傷是待解決的新問題之一.為了預測和控制損傷,首先必須掌握果蔬材料的力學參數(shù).該文以馬鈴薯、蘋果為研究對象,應(yīng)用粘彈性力學理論中的應(yīng)力松弛測試方法,對其松弛模量進行了測定,驗證了粘彈性模型的正確性,具有一定的實際意義.并為預測和控制損傷、為有限元模型的建立提供了基本的粘彈性力學參數(shù).該文研究的主要內(nèi)容如下:1.以電子

2、萬能試驗機為主,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.通過靜態(tài)壓縮應(yīng)力松弛測試,得到了1018品種馬鈴薯試塊的粘彈性力學模型.應(yīng)用測得的粘彈性力學參數(shù),建立了馬鈴薯堆積情況的有限元模型,對恒定位移、恒定力兩種堆積工況進行了模擬,得到了馬鈴薯在接觸區(qū)域和內(nèi)部的應(yīng)力、應(yīng)變和位移場及其隨時間變化的規(guī)律.模擬的結(jié)果驗證了試驗測試的正確性,同時得到了剪應(yīng)變是引組織失效的主要原因的結(jié)論,為損傷

3、的預測提供了參考依據(jù).3.以硬度表示果實成熟度,建立了成熟度對黃香蕉蘋果果肉松弛模量影響的流變簡單、非流變簡單兩種關(guān)系模型.把黃香蕉蘋果假設(shè)為流變簡單材料,通過試驗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,可以用來推測果實生長發(fā)育到任一階段的成熟度,為確定合理的采摘時間,合理安排儲藏時間提供參考性依據(jù).非流變簡單模型中,得到了成熟度對粘彈性模型參數(shù)的線性影響關(guān)系,與實際情況相符合.粘彈性材料宏觀力學特性與組織細胞微觀