苹果临界跌落高度和损伤脆值的试验研究

目的研究苹果的损伤率与临界损伤脆值的关系。方法利用自制摆锤冲击试验机设计多个高度的苹果跌落试验,分析苹果跌落冲击过程的损伤特性,得到临界跌落高度;在临界跌落高度以上的高度进行跌落试验,得到苹果在跌落过程中的加速度-时间曲线。结果结合试样在不同高度跌落所得的峰值加速度幅值,得到了试样的损伤脆值;根据不同跌落高度下的苹果的损伤体积,得到了苹果在不同损伤率下的损伤脆值。结论研究得到的损伤脆值与损伤率的关系对苹果缓冲包装的改进具有参考意义。     

亚临界载荷对樱桃番茄呼吸强度的影响

目的分析单个樱桃番茄在亚临界载荷下受到跌落冲击而发生的延时损伤,以及这种损伤对果品呼吸强度的影响。方法以樱桃番茄为研究对象,设计多组跌落高度实验分析其损伤程度与跌落高度的关系,得出樱桃番茄的临界跌落高度。设计临界高度以下不同高度的对比实验,然后把跌落后的樱桃番茄放入密封的保鲜盒内,在相同的条件下间隔时间测量其CO2/O2浓度的变化。最后,绘制出跌落高度与呼吸速率的关系图,根据数据拟合出亚临界载荷强度与呼吸强度关系的数学模型。结果临界高度以下,樱桃番茄受到损伤冲击后的呼吸速率会发生变化;跌落高度越高,在贮藏初始阶段,樱桃番茄的呼吸速率下降越快,最后趋于平衡;跌落高度越高,呼吸速率越大。结论研究结果对果品包装上的改进具有重要价值。     

亚临界载荷下跌落高度对苹果贮藏寿命的影响

以洛川富士苹果为对象,研究了苹果在临界损伤高度以下,跌落高度对其贮藏时间的影响。采用自制跌落试验系统,测试了苹果在临界损伤高度下不同高度跌落后的硬度及贮藏时间,统计分析了苹果跌落高度对其硬度及储贮时间的影响。结果表明:在临界高度以下,苹果不会出现现时损伤,但其贮藏时间会缩短;跌落高度越高,贮藏时间缩短越明显。     

跌落冲击对苹果呼吸速率的影响

目的研究亚临界载荷对苹果呼吸速率变化的影响机制。方法首先通过在跌落临界高度以下设置不同高度的苹果跌落实验;然后测量跌落后的苹果在密封容器内CO2和O2浓度的变化;最后根据实验数据得到跌落高度与苹果呼吸速率的关系。结果在亚临界高度下,苹果受到损伤冲击后的呼吸速率发生了较大变化。在相同的时间内,跌落高度越高,密闭容器中O2的含量越少,CO2的含量越多,呼吸速率越大。随着跌落高度的增加,氧气的减少率越来越大,二氧化碳的增加率也越来越大。在同一跌落高度下,随着时间的增加,苹果的呼吸速率逐渐减小,当达到一定时间后,呼吸速率趋于平稳。根据实验数据建立了亚临界载荷下呼吸速率与跌落高度和时间的数学模型。结论研究结果有助于果品缓冲包装的改进。     

收获期马铃薯块茎跌落冲击特性及损伤规律研究

为了减少马铃薯机械收获中的损伤,揭示马铃薯块茎跌落冲击损伤机理,以"陇薯7号"马铃薯为试验对象,进行了不同因素下的跌落冲击试验,分别研究了跌落高度、碰撞材料、马铃薯含水率和跌落方向等因素对马铃薯块茎冲击特性和损伤综合指数的影响,并分析了其损伤规律。研究结果表明碰撞材料、马铃薯跌落高度和含水率对冲击特性影响极显著,而跌落方向不显著;冲击特性参数与损伤指标相关性表明:最大变形量与损伤综合指数之间呈显著正相关(r=0.729,P0.05),恢复系数与损伤综合指数之间呈显著负相关(r=-0.573,P0.05),并得到了恢复系数和最大变形量与损伤综合指数的线性回归模型,决定系数分别为R~2=0.990 7,R~2=0.992 3,加速度峰值与损伤综合指数之间不相关(|r|0.5,P0.05);马铃薯与各碰撞材料相撞时,损伤综合指数与跌落高度之间线性相关,决定系数R~2≥0.951 4。研究结果可对马铃薯在收获过程中碰撞损伤进行评估。     

果实亚临界损伤边界曲线

以洛川富士苹果为实验材料,研究了果实在临界损伤高度以下,跌落高度对其贮藏时间的影响,构建了洛川富士苹果的亚临界损伤边界曲线。结果表明,在临界高度以下,果实不会出现损伤,但其贮藏时间会缩短;跌落高度越高,贮藏时间缩短越明显;与传统损伤边界曲线相比,亚临界损伤边界曲线依赖于果实的贮藏时间。     

跌落损伤脆值及损伤边界

提出了跌落损伤脆值与跌落损伤边界的新概念,并提出了测定获取跌落冲击损伤脆值与跌落损伤边界曲线的技术过程与方法.以嘎拉苹果为研究对象,设计多组高度对嘎拉苹果进行自由跌落刚性冲击试验.在测试获得冲击力-时间数据的基础上,通过理论分析计算,得到加速度-时间、变形量-时间等动态关系曲线,获得了嘎拉苹果跌落损伤脆值;构造了嘎拉苹果跌落损伤边界曲线.结果表明,跌落损伤边界曲线与传统产品跌落破损边界曲线存在较大差异.对应果品类产品,即使速度很小,只要产品瞬时加速度达到一定值,也将产生冲击损伤;对应不同的损伤率,可构造相应的多条损伤边界曲线.提出的概念及研究结果为控制果品类产品的跌落损伤、合理地进行缓冲包装设计提供了新的理论基础.     

皇冠梨采后冲击损伤影响因素研究及模型预测

目的 考虑到皇冠梨在储运过程中损伤严重,探究跌落冲击及果实本身特性对水果的损伤的影响,为皇冠梨的减损提供理论依据。方法 以河北赵县皇冠梨为研究对象,研究跌落高度、接触材料、果实硬度、曲率半径以及环境温度对皇冠梨冲击损伤的影响,并利用多元线性回归分析方法,建立皇冠梨果实的损伤预测模型（P≤0.05）。结果 跌落高度与损伤面积呈线性相关,皇冠梨分别与钢板和橡胶板冲击时产生临界损伤的跌落高度为30 mm和50 mm,而与本实验选取的EPE板和瓦楞纸板冲击时产生临界损伤的跌落高度为220 mm和340 mm。皇冠梨与EPE板冲击时表现为当跌落高度小于400 mm时,果实曲率半径越小,损伤面积越大;当跌落高度大于400 mm时,较大的曲率半径导致更大的损伤面积,果实硬度越小,冲击时损伤面积越大,环境温度越高,损伤越严重。结论 接触材料种类和果实本身特性对水果冲击损伤有较大影响。依据试验结果建立了损伤预测模型,预测模型可为皇冠梨自动化采摘、分级装备以及贮存、运输包装提供一定的理论指导。     

不同内容物的容器静压及跌落实验结果差异性分析

目的 在相同罐体条件下,分别探究不同内容物的罐体静态压缩及动态跌落实验结果的差异性。方法 针对常见的空气、液体、固体内容物的3类罐体进行静态压缩和动态跌落实验,以跌落方式、跌落高度、测试位置为变量对比分析不同罐体的最大加速度拟合曲线。结果 在静压实验中,空气罐应力集中在下方,液体罐和固体罐应力集中在上方。在跌落实验中,3类罐体的最大加速度值均有差异,差值最大为1.59 km/s2;2种跌落方式下,由上至下,空气罐身应力分布呈三次函数,极值点与对称中心受跌落高度影响较大;液体罐身应力分布呈正弦函数,幅值和初相受跌落高度影响较大;固体罐身应力分布在平跌落与45°角跌落下分别呈指数函数和二次函数,受跌落高度影响不大。结论 内容物不同,容器的静态压缩实验结果不同,动态冲击实验结果有显著差异,跌落方式对容器的动态跌落结果有较大影响。     

PET光栅包装盒跌落安全性

目的 研究整体包装件跌落时内装PET光栅包装盒的安全性,根据跌落过程中力的传递方式和受力部位进行有效缓冲防护,达到节约包装成本的目的.方法 将质量为10 kg的包装件在高度0.61 m下进行跌落冲击试验,基于试验数据获得包装盒、泡沫衬垫的冲击加速度、跌落变形量参数.结果 得到了包装盒、泡沫衬垫在跌落冲击过程中冲击力的变化规律,泡沫衬垫吸收了大量冲击,延长了冲击脉冲接触时间,减少了传递到包装盒上的冲击力.结论 包装件发生跌落时,泡沫衬垫开始被压缩、吸收外部冲击力,保护内部包装盒,在反弹阶段包装盒遭受的损害大于碰撞初期.结果 显示,在泡沫衬垫和外瓦楞纸箱的缓冲保护作用下,包装盒在0.61 m的高度进行跌落是安全可靠的.     

物品包装临界跌落高度与缓冲衬垫特性参数关系初探

运用经典的加速度损坏边界和新提出的位移损坏边界理论，研究了线性包装系统临界跌落高度与缓冲衬垫特性参数（缓冲初垫刚度、最大可压缩量）间的关系，并给出了数值解，为包装动力学理论在工程缓冲设计中的简化应用提供了一种途径和方法。     

聚乙烯泡沫缓冲系统跌落冲击过载仿真分析

目的将聚乙烯泡沫静态压缩特性引入有限元中创建材料,并应用于跌落冲击进行过载仿真分析。方法通过聚乙烯泡沫静态压缩实验,得到材料真实应力-应变曲线,并引入基于Ansys的Crushable Foam模型,最后仿真分析聚乙烯泡沫缓冲系统的跌落冲击过载,并与跌落实验结果进行对比分析。结果聚乙烯泡沫缓冲系统的仿真冲击加速度曲线与跌落实验曲线趋势基本吻合。结论基于Crushable Foam模型的聚乙烯泡沫静态压缩性能的引入可行、有效,并为非线性缓冲系统有限元分析提供了参考价值。     

On evaluation of product dropping damage

As an extension of the classical damage boundary curve in the case of product dropping shock, the concept of a dropping damage boundary curve for linear and non‐linear packaging system to evaluate the dropping damage of product is developed in this paper. The dropping damage boundary curves are given for linear and hyperbolic tangent packaging systems with different damping. For a linear packaging system the dropping damage of a product is determined only by the natural frequency of the corresponding packaging system without damping and the dropping shock velocity of package except the system damping, and they compose the basic evaluation quantities of product dropping damage. For a non‐linear hyperbolic tangent packaging system, the system parameter and the dimensionless dropping shock velocity are two basic quantities in the evaluation of product dropping damage. It should be emphasized that the dimensionless dropping shock velocity is related not only to the dropping height of package box but also to the system parameter integration. This is the important feature differentiating a non‐linear packaging system from a linear one. The influence of system damping on the dropping damage boundary curves is also discussed. This concept and the results have important value in the design of cushioning packaging. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

高硼硅玻璃沙拉碗缓冲包装跌落仿真分析

目的 研究高硼硅玻璃沙拉碗跌落冲击时的应力和变形情况,为沙拉碗安全包装提供参考。方法 运用Pro/E软件和Ansys软件建立沙拉碗及其缓冲包装三维有限元模型,对有无缓冲包装以及不同跌落高度和跌落姿态分别进行跌落仿真模拟,获取沙拉碗跌落冲击过程的应力、变形和加速度分布及变化规律。结果 沙拉碗跌落冲击时,最易损坏的部位在上部边缘、底部缓冲包装棱边及角的冲击部位;无缓冲包装时最大应力和脆值分别为76 MPa和1.84×105g,有缓冲包装时的最大应力和脆值分别为0.139 MPa和73.5g。结论 对沙拉碗进行包装设计时,应加强对上部碗口边缘部位和缓冲垫边角的保护;缓冲包装结构对沙拉碗起到了明显的保护作用,该研究为高硼硅沙拉碗缓冲包装的理论研究和结构优化设计提供了参考。     

基于变分迭代法的悬挂式弹簧系统的跌落破损评价

以悬挂式弹簧系统为研究对象,应用变分迭代法求解系统跌落冲击无量纲动力学方程,得到了系统无量纲位移、加速度响应一阶近似解析解,无量刚位移响应峰值,无量纲加速度响应峰值和无量刚跌落冲击持续时间表达式,与龙格-库塔数值分析结果进行了比较。 结果表明,无量纲加速度响应曲线吻合程度较好,无量纲加速度响应峰值和无量刚跌落冲击持续时间相对误差小于 4% 和 2% 。 建立了包含系统参数、产品脆值、无量纲跌落冲击速度、系统悬挂角等多变量的跌落冲击破损评价方程。 以无量纲跌落冲击速度和系统参数为基本评价量,获得了系统跌落破损边界曲线;以无量纲跌落冲击速度、系统参数和初始悬挂角为基本评价量,获得了系统跌落破损边界曲面。 结果表明,随着系统初始悬挂角减小,系统安全性能提高,悬挂系统几何非线性特性对产品保护性能优于线性系统。 为悬挂式系统缓冲设计提供了理论依据。     

斜支承系统包装物体的跌落破损边界研究

以斜支承系统为研究对象,建立系统无量纲跌落冲击动力学方程。应用龙格-库塔数值分析方法,以系统特征参数、无量纲跌落冲击速度以及支承角或阻尼比为基本评价量,构建系统的二维跌落破损边界曲线和三维跌落破损边界曲面,讨论系统阻尼比、系统支承角以及系统特征参数等对跌落破损边界的影响。研究表明,系统特征参数、无量纲跌落冲击速度以及系统阻尼比对破损边界影响显著,系统存在最佳阻尼匹配,当系统阻尼比接近最佳匹配值时,系统对产品具有良好的保护性能,降低系统的特征参数或减小系统支承角可改善对产品保护性能。研究结论可为斜支承系统设计提供理论依据。