鸭梨机械损伤机理及运输包装研究

论文摘要

本文旨在通过相关力学实验,研究天津优势果品——“天海”鸭梨对压缩、振动、冲击三种载荷形式的力学反应和损伤规律。具体研究方法是以实际运输环境条件及鸭梨果实品质特征为基础,通过不同因素水平条件下的平行实验,测定鸭梨力学反应历程及损伤程度,研究影响鸭梨在贮运过程中的机械损伤规律及机理,并在此基础上提出相应的鸭梨减损运输包装的设计依据。全文实验研究分以下部分完成：1.通过单果压缩实验,获得鸭梨在不同因素水平下的力—变形曲线和相应的特征点指标、刚度、弹性模量等参数值及其变化规律,建立鸭梨不同状态下的损伤预测模型,对鸭梨摆放方式、堆积高度及容器深度、相关包装设备运行速度的设计方向提出了相应的建议。2.通过鸭梨振动损伤实验,总结得到影响鸭梨振动损伤的主要影响因素,并应用G-N曲线振动模拟技术进行模拟分析,简化用实验室模拟技术验证实际运输中鸭梨包装减振效果的实验方法。3.通过单果碰撞损伤实验,得到描述鸭梨碰撞反应历程的加速度-时间曲线及其数学模型,分析得到冲击载荷参数、果实品质参数、缓冲材料参数及碰撞响应参数、损伤体积等指标间的相关关系。比较缓冲材料品种及厚度对鸭梨损伤程度的影响,提出鸭梨减损包装中缓冲材料的选择依据。4.通过对鸭梨成熟期理化指标和机械特性指标的检测,得到鸭梨本质变化影响其抗损能力的原因,并判断出满足不同要求的鸭梨果实对应的理化指标界定值。本文得到的具体针对“天海”鸭梨的刚度、表观弹性模量、成熟期理化指标、机械抗损指标等特征参数和变化规律可以作为该品种鸭梨新的特征参数。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1. 前言
• 1.1 果品机械损伤机理及其研究
• 1.1.1 果品贮运环境
• 1.1.2 静载损伤规律及其研究
• 1.1.3 振动损伤规律及其研究
• 1.1.4 碰撞损伤规律及其研究
• 1.1.5 鸭梨抗损品质的研究
• 1.2 果品减损运输包装研究
• 1.2.1 果品减损包装的可行性
• 1.2.2 果品包装模拟损伤的研究
• 1.2.3 缓冲包装研究
• 1.3 存在的问题
• 1.4 论文主要研究内容
• 1.4.1 研究对象
• 1.4.2 主要内容及研究方法
• 2. 实验材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验仪器与设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 不同因素单果压缩试验
• 2.3.2 不同成熟期相关理化指标的测定
• 2.3.3 压缩损伤模拟试验
• 2.3.4 弹性模量测定试验
• 2.3.5 不同因素下鸭梨振动损伤规律试验
• 2.3.6 减振包装模拟试验
• 2.3.7 单果碰撞损伤试验
• 3. 结果与讨论
• 3.1 鸭梨不同成熟期相关理化指标的影响
• 3.1.1 鸭梨果实鲜重、果径的变化
• 3.1.2 鸭梨果实硬度的变化
• 3.1.3 鸭梨果实果胶物质含量的变化
• 3.1.4 果实可溶性固形物的变化
• 3.1.5 鸭梨果实干性物质含量的变化
• 3.1.6 鸭梨果实可滴定酸含量的变化
• 3.1.7 鸭梨理化指标对机械指标的影响
• 3.1.8 最佳采摘期的确定
• 3.2 不同因素下鸭梨压缩特性研究
• 3.2.1 鸭梨压缩试验曲线
• 3.2.2 试验指标计算
• 3.2.3 加载速度对鸭梨果实压缩特性的影响
• 3.2.4 果实硬度对鸭梨果实压缩特性的影响
• 3.2.5 果径大小对鸭梨果实压缩特性的影响
• 3.2.6 加载方向对鸭梨果实压缩特性的影响
• 3.3 鸭梨压缩损伤规律研究
• 3.3.1 损伤体积的测定
• 3.3.2 变形能的计算
• 3.3.3 损伤体积与变形能间的关系
• 3.3.4 贮藏散装高度或包装容量设计
• 3.4 鸭梨弹性模量研究
• 3.4.1 弹性模量计算
• 3.4.2 数据分析
• 3.5 不同因素下鸭梨振动损伤规律研究
• 3.5.1 试验结果
• 3.5.2 振动损伤回归模型
• 3.6 鸭梨减振包装模拟试验研究
• 3.6.1 鸭梨的振动损伤判断
• 3.6.2 G-N曲线及模型
• 3.6.3 包装损伤度判断
• 3.7 单果碰撞损伤实验研究
• 3.7.1 碰撞响应模型
• 3.7.2 各参数之间的关系
• 3.7.3 不同跌落角度的影响
• 3.7.4 不同果实硬度的影响
• 3.7.5 不同果实质量的影响
• 3.7.6 不同果径大小的影响
• 3.7.7 损伤与峰值加速度之间的关系
• 3.7.8 损伤与碰撞时间之间的关系
• 3.7.9 损伤与吸收能量之间的关系
• 3.7.10 损伤与恢复系数之间的关系
• 3.7.11 不同缓冲材料种类的影响
• 3.7.12 不同缓冲材料厚度的影响
• 3.7.13 缓冲材料缓冲机理
• 4. 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 不足及展望
• 5. 参考文献
• 6. 论文发表情况
• 7. 致谢
• 8. 附录