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葡萄与番茄力学特性及机械损伤的研究

专 业: 固体力学
关键词: 葡萄 番茄 力学参数 有限元 机械损伤 固有频率
分类号: S601
形 态: 共 47 页 约 30,785 个字 约 1.473 M内容
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内容摘要


生物学是研究生命的科学,力学是研究物体运动规律的科学,而生物力学则是研究与生命相关的物质特性及其运动规律的科学。

在现代生物力学的研究中,对农业生物力学的研究很少。

中国是农业大国,农业义是国民经济的基础,在实现农业现代化过程中,会有大量的问题需要以现代力学为基础的农业生物力学去解决。

例如:

提高农产品质量、产品品质(如保鲜)和产量等,而现代水果和蔬菜在生产和销售过程中义存在有许多生物力学问题,所以有必要对水果、蔬菜的生物力学性质进行研究。

水果、蔬菜在采收和采收后的各个环节中都会有不同程度的损伤。

水果、蔬菜的损伤使产品迅速腐败变质,增加损耗。

贮藏期较长时,已腐败的产品还会危及到与其接触的其它完好产品。

水果、蔬菜的机械损伤造成的经济损失最大,也是最难解决的问题之一。

新鲜水果和蔬菜的机械损伤主要有五个来源:

收获、加工、贮藏、包装和运输。

生物力学的主要任务之一是应用有关理论、实验和计算方法,预测水果和蔬菜在上述各个环节中的受力状态,以便研究出更好的方法和设备,使其所受损失最小。

对水果、蔬菜机械损伤的研究不仅是设计有关加工机械、加工工艺的理论依据,而且还为减少农业及食品物料在收获、加工、贮藏、运输等环节中的机械损伤,提高产品质量,探索新的控制方法和判断依据提供最佳参数。

该文以整体葡萄为研究对象,通过整体压缩和果皮的拉伸试验,得到葡萄的宏观力学参数,这种测定客观地提供了工程分析和设计中有用的数据,为建立有限元模型提供了文献中得不到的参数;在建立葡萄与番茄力学模型的基础上,对其进行了有限元分析,通过与压缩试验对比确定了果肉的弹性模量,并讨论了泊松比对模型的影响,得出果皮与果肉的泊松比对产生的应力值有着很大影响的结论;分析了葡萄的压缩损伤与包装损伤,得出葡萄的表皮的破裂是由于最大拉应力造成的,并且破裂位置是从赤道平面开始,裂纹方向是沿子午线方向的结论。

根据包装损伤的模拟可以得到装箱高度,为设计贮藏葡萄空间或容器提供合理依据;对葡萄进行了动力学模拟,计算了它们的固有频率。

并且葡萄皮的弹性模量对它们本身的固有频率影响很小,而随着果肉弹性模量的增加固有频率也增加;随着质量增加固有频率降低;得到了质量、弹性模量与固有频率三者之间的关系表达式,所得结果与有关研究吻合较好。

对装箱葡萄进行了共振的模拟。

以期探讨出减少运输损伤的可能性及相关的影响因素,为选取动力设备提供依据和参考,对实际生产和运输具有一定的理论意义和技术指导作用……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 绪论
1.1本课题研究的目的和意义
1.2国内外的研究现状
1.3研究内容和方法
第二章 葡萄与番茄宏观力学参数的确定
2.1整体葡萄与番茄的压缩试验
2.2葡萄皮、番茄皮的拉伸试验
2.3小结
第三章 葡萄与番茄力学模型的建立和有限元分析
3.1用Ansys求解的主要过程
3.2葡萄与番茄有限元模型的建立
3.3建立葡萄与番茄的有限元模型求果肉的弹性模量
3.4泊松比对模型计算结果的影响
3.5小结
第四章 葡萄压缩和包装时的应力分布与损伤模拟
4.1用力学模型模拟平板压缩葡萄
4.2一点接触包装方式的模拟
4.3小结
第五章 葡萄的动力学分析
5.1葡萄的模态分析
5.2葡萄在正弦位移激励下的响应
5.3小结
第六章 结论与建议
6.1论文的主要结论
6.2论文的创新之处
6.3建议与展望
参考文献

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中图分类: > S601 > 农业科学 > 园艺 > 一般性问题 > 生物学原理

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