果品振动损伤特性及其减损包装的研究 ——梨果实

论文摘要

目前,减少果品采后损耗已成为全世界农产品业主要关心的问题之一。果品在流通过程中承受着静载、挤压、振动、跌落冲击等多种载荷形式的作用,从而产生机械损伤,机械损伤是导致果品采后损耗的最主要原因之一。本文以梨果实为研究对象,深入研究了其力学及振动特性,在此基础之上对单个、多层及各种包装方式下梨果实的振动损伤特性进行了详细的讨论。果品的力学特性表现出兼有液体的流动性和固体的弹性,通常用粘弹性来对其进行表征。果品的粘弹性会随着外部的干扰而变化。在振动过程中,随着振动时间的延长,果品的粘弹性会发生变化。通过建立三元件的粘弹性模型研究了梨果实随振动时间变化的蠕变特性,建立梨果实的振动-蠕变模型,并对其进行了参数识别。试验结果表明,振动时间越长,梨果实的蠕变量越大。振动导致果品损伤部位组织结构发生变化,从而影响到其粘弹性,具体表现为粘弹型模型中的弹性模量E1、E 2值随振动时间的增加而减小。通过将E1、E 2与振动时间进行拟合,可以得到E1、E 2随时间变化的经验方程。果品的振动响应关系到果品振动过程的损伤特性,同时也影响到果品包装的设计。通过试验设计,研究了单个及多层梨果实的振动特性,分析了其振动传递特性,发现梨果实的振动响应具有非线性特征,基于这一结果提出了梨果实的非线性振动模型,并进行了参数识别与检验。同时分析了单个与多层水晶梨的振动损伤特性,通过拟合得到了单个梨果实的振动损伤数学模型。果品是一种有生命的产品,在运输过程中还进行着新陈代谢,运输过程的各种因素都会对其损伤产生影响。研究实际运输工况条件下果品的振动损伤特性对于果品的减损包装设计有重要意义。通过分析我国目前的运输状况,确定了一条合适的道路谱在试验室条件下通过MTS振动系统对其进行模拟,研究了各种包装方式条件下梨果实的振动损伤特性。结果表明,包装方式、振动时间及果品层数都会影响果品的损伤。通常情况下,包装方式越简单、振动时间越长、果品层数越高,果品损伤越大,反之亦然。同时果品运输过程的损伤也是各种因素相互作用的结果,这些因素相互影响,相互制约,当某种因素处于主导地位时,果品的损伤就会表现出响应的特性。结合以上研究结果,对果品运输损耗进行了分析,在此基础上探讨了不同包装方式条件下,不同运输时间果品所能达到的销售等级。同时分析了我国目前果品流通过程中存在的问题,果品的减损包装的方式是很重要的,它直接影响果品在运输过程的损耗,但果品包装在运输过程的保护和监控也是很重要的,否则果品的减损包装将不能发挥其应有的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 国内外的研究现状和发展动态
• 1.2.1 果品粘弹性及振动特性的研究
• 1.2.2 果品损伤机理的研究
• 1.2.3 果品减损包装的研究
• 1.3 课题研究的目的和主要内容
• 1.3.1 课题研究的目的
• 1.3.2 课题研究的主要内容
• 第二章 振动对梨果实粘弹特性的影响
• 2.1 果品组织力学特性
• 2.2 果品流变学概述
• 2.3 梨果实粘弹特性实验研究
• 2.3.1 材料与预处理
• 2.3.2 主要仪器设备
• 2.3.3 试验方法与步骤
• 2.3.4 试验结果及分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 梨果实振动及损伤特性研究
• 3.1 梨果实振动损伤测量方法
• 3.2 梨果实振动试验研究
• 3.2.1 材料
• 3.2.2 试验仪器设备
• 3.2.3 试验方法与步骤
• 3.3 梨果实振动及其损伤特性分析
• 3.3.1 单个与多层梨果实扫频试验结果与分析
• 3.3.2 梨果实定频振动损伤结果分析
• 3.4 单个梨果实振动损伤模型的建立
• 3.5 梨果实振动模型的建立与参数识别
• 3.5.1 梨果实振动模型的建立及参数识别方法
• 3.5.2 梨果实振动模型参数识别
• 3.6 本章小结
• 第四章 模拟实际运输工况梨果实振动损伤研究
• 4.1 实际运输工况振动特性分析
• 4.2 振动载荷对果品损伤的影响
• 4.3 梨果实损伤评价模型的建立
• 4.4 模拟实际运输工况梨果实损伤试实验研究
• 4.4.1 加速试验原理
• 4.4.2 试验材料及预处理
• 4.4.3 试验设备及仪器
• 4.4.4 实验方法与步骤
• 4.4.5 实验信号分析
• 4.4.6 梨果实振动损伤特性分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 果品减损包装设计
• 5.1 果品的流通环境分析
• 5.1.1 流通环境气象条件对果品的影响
• 5.1.2 流通环境中的机械作用对果品损伤的影响
• 5.2 基于实际运输工况梨果实防振包装控制
• 5.2.1 梨果实的分级标准
• 5.2.2 梨果实防振包装方式的选用
• 5.2.3 梨果实装箱技术
• 5.2.4 梨果实包装件贮运过程控制
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文主要工作及结论
• 6.2 未来工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读硕士学位期间发表论文清单
• 附录B 单个梨果实扫频振动试验结果数据表
• 附录C 多层梨果实扫频振动试验结果数据表
• 附录D 梨果实定频振动试验结果数据表
• 附录E 随机振动试验结果数据表