一种马铃薯临界损伤跌落高度的测定方法

针对马铃薯这类不易观察跌落损伤的果蔬产品,提出了一种测定其临界损伤跌落高度的方法。首先对马铃薯进行准静态压缩,得到其产生损伤时的压缩变形量。同时,通过测量马铃薯在不同跌落高度下的跌落信号,分析得到反映不同跌落高度与跌落变形量之间关系的数学模型。对应压缩变形量在此数学模型中的值,即可得到马铃薯的临界损伤跌落高度,为38cm。     

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。     

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。     

单层与多层苹果跌落冲击损伤研究

跌落冲击是导致果品机械损伤的主要因素.利用MTS886跌落冲击试验机进行单个与多层苹果的跌落试验测定,分析跌落冲击试验机的冲击过程特性,提出了果品跌落吸收能量的计算公式,得到了苹果跌落损伤体积、速度变化量与其吸收能量之间的关系.结果表明:单个苹果的损伤体积与其吸收的能量之间成线性关系,苹果的速度变化量与损伤体积之间成二次项关系;多层苹果的总损伤体积与其吸收总能量存在线性关系,而其中的单个苹果与其吸收的能量之间不存在线性关系.     

球体斜碰撞下包装材料能量传递及转换的试验研究

目的 针对在球体斜碰撞过程中,包装材料界面能量变化及其量化表征的问题,基于碰撞接触面的几何特征,提出外加能量吸收率、传递率和转换率的计算模型。方法 首先,分析球体斜碰撞接触面的几何特征,利用基圆和滑移面面积建立能量吸收率、传递率,以及不同方向能量比率的数学表达式。然后,通过搭建球体自由跌落斜碰撞测试平台,分析冲击角、衬垫厚度、跌落高度、球体直径和材料密度对能量参量的影响。结果 通过碰撞接触面积计算能量吸收率和转换率,遵循了能量守恒定律,具有可行性;能量吸收率在75%以上,并随着跌落高度、球体直径和密度增加而变大,而冲击角对能量吸收率的影响较小;法向能量比率随着冲击角增加、球体直径减小而下降,切向能量比率与此相反,跌落高度和密度对能量比率无明显影响;在给定工况下,衬垫的最佳吸能厚度为4 mm。结论 文中的分析有助于包装材料碰撞界面处能量变化以及接触特性的研究。     

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.     

基于电学特性库尔勒香梨冲击损伤模型构建

目的 为了有效量化库尔勒香梨因冲击载荷造成的损伤,实现库尔勒香梨冲击损伤量化评价。方法 以不同成熟度库尔勒香梨为实验材料,探究不同成熟度下冲击高度与香梨损伤程度的关系,构建冲击高度与香梨损伤程度模型,依据电学特性检测系统构建不同测试频率下电学参数并联等效电容（Cp）与冲击损伤程度的量化模型。结果 在同一冲击高度下,香梨损伤程度与成熟度成正比关系。当成熟度为H1—H5,冲击高度为30 cm,与瓦楞纸板进行冲击时,香梨表面未发现损伤。当冲击高度达到150 cm时,不同成熟度香梨表皮均已破损,不同成熟度香梨冲击高度与损伤程度量化模型决定系数R2为0.984 9～0.9985,可有效量化评价不同成熟度香梨冲击高度与损伤程度的关系。在同一测试频率下,Cp值随着香梨损伤程度的增加而增大。随着测试频率的升高,电学参数Cp值逐渐减小,5种测试频率、不同成熟度下的量化模型决定系数R2的平均值由高到低为1 kHz、1 MHz、10 kHz、100 kHz、100 Hz。结论 在测试频率1 kHz下,所构建的电学参数Cp与冲击损伤面积的量化模型检测效果相对最优,能够有效量化评价香梨的损伤程度。该模型的构建为...     

多层苹果刚性跌落冲击模型与冲击响应研究

基于损伤条件下果实刚性跌落冲击变形特征,提出一表征其非线性黏弹性的动态流变模型,建立多层果实跌落冲击模型.以"富士"苹果为研究对象,实施多个高度下的跌落冲击试验,进行动态流变模型的参数识别、4层苹果跌落冲击响应的理论分析与试验结果比较.结果表明,试验结果与理论模型结果吻合性好,所提出苹果流变模型、多层果实跌落冲击模型能合理地表征苹果的非线性黏弹性流变特征、跌落中击动力学特征.研究结果为果实的合理运输包装设计提供了理论基础.     

柱形波纹压溃元件轴向冲击力学行为研究

针对冲击载荷作用下多层柱形波纹压溃元件的力学特性分析非常困难的问题,结合柱形波纹压溃元件的冲击压溃变形特征,将柱形波纹压溃元件的变形划分为弹性变形阶段、壁面接触前的塑性变形阶段、混合塑性变形阶段、壁面接触过程中的塑性变形阶段,研究了轴向冲击下柱形波纹压溃元件变形抗力的理论计算方法。利用Matlab Simulink软件编程,计算分析了不同高度落锤冲击柱形波纹压溃元件产生的变形抗力与压溃量之间的映射特性,并与实验结果进行了比较。研究结果表明,在不同跌落高度冲击下,理论计算的变形抗力与实验结果吻合较好,证明所提出的理论分析方法是合理的,对波纹压溃缓冲元件的工程应用具有指导意义。     

冲击载荷作用下火工分离保护装置的建模与分析

为了模拟空间火工分离保护装置冲击载荷下的动力学特性,首先,建立了该保护装置的简化模型,计算得到火工分离体的初速度,推导了装置的冲击变形和变形能公式;保护装置分别采用2A12、TC4、蜂窝夹层材料,建立三种材料的多线性本构模型,采用显式动力学求解步分析其冲击响应特性,分析可知,蜂窝夹层材料具有最佳的能量吸收特性,2A12的能量吸收特性介于蜂窝夹层材料和TC4之间,其塑性变形量适中;应变能释放和冲击碰撞的耦合分析可知,应变能占比小,体现为振荡衰减的过程,结构的冲击响应特性主要由碰撞冲击导致;试验表明,该火工分离保护装置的瞬态动力学过程与分析一致,局部最大应力为302MPa,冲击响应谱最大值为3242g,满足有效载荷的可靠解锁分离要求。     

泡沫塑料包装衬垫缓冲性能建模

本文从非线性粘弹性物质的多重积分型本构方程出发,引入塑性应变,推导了粘弹塑性物质的微分型本构方程.进一步考虑材料的损伤特性,建立了泡沫塑料包装衬垫的缓冲性能模型.根据在一种跌落高度、衬垫厚度和静态应力组合条件下的国产可发聚苯乙烯沫泡塑料的连续多次跌落冲击试验数据,识别了其缓冲性能模型参数.动力学计算与试验结果的比较表明,该模型能较好地反映可发聚苯乙烯泡沫塑料包装衬垫在连续多次跌落冲击过程中的加速度、速度、位移变化,冲击能量的吸收性和塑性变形等基本特性.并且仅根据在一种组合条件下的试验数据所识别的这一模型,在其它组合条件下其缓冲性能与试验结果也吻合较好.     

吊灯灯罩纸浆模塑缓冲衬垫跌落仿真

目的验证纸浆模塑缓冲衬垫是否具有缓冲性能,能否有效保护产品不受损伤。方法基于吊灯灯罩与纸浆模塑衬垫之间的装配关系,以跌落冲击为环境载荷,采用Ansys/LS-DYNA软件进行高度为1000 mm的跌落仿真分析,获取纸浆模塑缓冲衬垫应力-应变云图、加速度响应曲线等动态特征和相关参数,以此分析吊灯灯罩纸浆模塑衬垫在整个跌落过程中的作用。结果纸浆模塑衬垫凸台发生了变形,作用力由纸浆模塑衬垫向灯罩扩散;整个模型重心点的加速度小于最低点的加速度;整个模型重心点和最低点速度与位移变化符合实际情况。结论纸浆模塑缓冲衬垫通过结构的变形和破坏来吸收外界冲击能量,以及延长作用力时间起到缓冲作用,能在物流过程中对产品进行有效保护。     

DNAN基熔铸装药榴弹跌落冲击特性与安全性分析

为研究DNAN（2,4-二硝基苯甲醚）基熔铸炸药跌落过程的力学响应,设计了含模拟装药的榴弹跌落试验,应用力传感器测试系统分析了弹体跌落的冲击响应特性。同时,基于有限元方法模拟了DNAN基熔铸装药弹体在不同工况下的跌落过程,得到了DNAN基熔铸炸药受到的应力载荷及冲击加速度过载变化规律。结果表明:通过试验与仿真对比,验证了有限元模拟弹药跌落的可行性;DNAN基熔铸炸药受到的冲击载荷在传递过程中呈现出递减的趋势,作用时间在1~2 ms之间;弹体装药冲击载荷峰值随跌落高度与角度的增加而变大,作用时间近似相同;DNAN基熔铸炸药升温随着跌落高度的增加而增大,整体升温幅度为2.3~5.8 ℃。仿真结果可为DNAN基熔铸装药榴弹跌落安全性设计提供依据。     

抗事故包装箱碰撞过程靶体等效方法研究

目的为危险材料运输过程中的安全性评估提供依据。方法将包装系统(包括箱体、缓冲结构及靶体)简化为由3个非线性弹簧及1个质量块组成的弹簧-质量块模型,利用能量守恒定律,分析抗事故包装箱碰撞过程中冲击动能与应变能之间的转化过程,假设使包装箱吸收相同变形能的冲击速度等效,研究碰撞过程中屈服靶体与非屈服靶体的速度等效关系,并通过实例应用此数学方法。结果得出抗事故包装箱跌落碰撞过程中屈服靶体与非屈服靶体速度关系等效的数学方法,并通过实例分析得出包装箱以一定速度(13.9 m/s)碰撞非屈服靶体可等效为更高速度(26.8 m/s)的屈服靶体碰撞。结论研究提出的等效方法可为危险材料的运输安全性评估提供依据。     

PBX结构冲击实验研究

为研究高聚物粘结炸药(PBX)的动态变形及破坏规律,开展带炸药模拟材料的实验件跌落实验。PBX模拟材料设计为圆柱球冠结构,将PBX模拟材料的支撑结构设计为铝质压条,并在PBX模拟材料的上部辅之以配重块,将PBX模拟材料与配重块和压条之间进行粘接固定,形成跌落实验件。设计专用的跌落装置,使实验件与靶板发生正撞,实现了实验件跌落姿态的无偏转及纯粹的自由跌落。结果表明:在使用13.94 kg的配重时,炸药模拟材料跌落破坏的临界高度约为500~550 mm。     

葡萄贮运过程中跌落与振动损伤的试验分析

目的 以巨峰葡萄为试验对象,研究在贮运过程中跌落冲击机械损伤,以及振动疲劳累积对其生理品质产生的影响。方法 在现有贮运包装条件下对葡萄进行不同高度的跌落试验,得到跌落高度对葡萄力学特性的影响。在相同高度下,对葡萄进行不同包装的试验验证,得到新型减振包装对葡萄力学特性的影响,并使用模拟运输振动试验台和六度空间振动试验台进行试验,模拟实际运输路况下不同包装对葡萄生理品质的影响。结果 研究发现,新型减振包装在2种振动疲劳累积试验下,质量损失率比普通包装减少了27.07%和21.42%,表面损伤系数减少了20.11%与17.61%。结论 可为葡萄设计合理的包装方式和运输方式提供理论依据。     

碰撞作用下钢-混组合悬浮隧道管体局部响应分析

为了提高水下悬浮隧道(SFT)在外界碰撞作用下的安全性,其管体采用钢-混凝土组合截面。考虑材料非线性和应变率效应,采用ABAQUS有限元程序对钢筋混凝土截面、内衬式组合截面和外贴式组合截面管体在碰撞作用下的局部响应进行数值模拟;通过分析碰撞冲击力、混凝土损伤发展和耗能情况,对不同截面的防撞性能进行了对比,并分析了钢板厚度对内衬截面局部冲击响应的影响。结果表明,碰撞会造成悬浮隧道管壁内侧混凝土崩落和贯通损伤,威胁结构安全。外贴钢板会使冲击力峰值增大,加重管体混凝土损伤,对结构不利;内衬钢板在一定程度上能减小管体混凝土的损伤,且能有效防止碰撞时管壁内侧混凝土崩落,具有较好的密闭性和综合抗冲击性能;增大内衬钢板厚度能减小碰撞后管体的残余变形,但钢板厚度过大会导致混凝土管体开裂范围增大,设计时应综合管体变形和混凝土损伤情况,对内衬钢板厚度进行验算。     

家长式领导与亲组织的非伦理行为的关系:道德认同的调节作用

目的探讨道德认同在家长式领导与亲组织的非伦理行为关系(UPB)间的调节作用。方法采用家长式领导量表、道德认同量表、亲组织的非伦理行为问卷对324名企业员工进行测量。结果 (1)相关分析表明,威权领导与UPB呈显著正相关(r=0.19,P0.01),仁慈领导与内化道德认同(r=0.31,P0.001)、象征化道德认同(r=0.38,P0.001)、道德认同总分(r=0.37,P0.001)呈显著正相关,德行领导与内化道德认同(r=0.49,P0.001)、象征化道德认同(r=0.38,P0.001)、道德认同总分(r=0.46,P0.001)呈显著正相关,内化道德认同(r=-0.16,P0.01)、象征化道德认同(r=-0.12,P0.05)、道德认同总分(r=-0.15,P0.01)与UPB呈显著负相关。(2)调节效应分析表明,威权领导与象征化道德认同的二元交互作用对UPB预测效应显著(β=0.23,P0.05),德行领导、内化道德认同、象征化道德认同的三元交互作用对UPB预测效应显著(β=0.31,P0.05)。结论道德认同在家长式领导与亲组织非伦理行为关系间发挥着一定的调节作用。     

含煤粉层的刨头-滑架体三维粗糙接触碰撞特性研究

三维间隙导致刨头-滑架体产生复杂的接触碰撞现象,煤粉层加剧了系统的动态特性.基于刨头与滑架体之间的几何结构特点,提出将三维多面体碰撞检测降维到二维多边形碰撞检测的方法,综合考虑表面粗糙度、煤粉层的影响,引入粗糙界面接触力模型以及含煤粉层接触力模型,并通过试验测得恢复系数,构建了刨头与滑架体间三维接触碰撞动力学模型,采用...     

智慧课堂在《食品添加剂》课程教学中的实践探索

目的 研究发泡聚乙烯(EPE)缓冲曲线的简便预测方法,利用一条已知缓冲曲线作为预测工具曲线,基于能量密度对已知缓冲曲线进行处理,从而得到EPE缓冲曲线族。方法 根据能量守恒定律,通过得到该缓冲材料的能量密度-冲击应力曲线,绘制不同条件下的缓冲曲线。推导缓冲材料静应力、冲击应力、单位体积吸收能量之间的关系,提出预测缓冲材料冲击最大加速度,以及生成缓冲曲线族的方法。利用密度为24 kg/m³,材料厚度分别为25.4,38.1,50.8,76.2 mm的EPE,跌落高度分别为30.5,45.7,61.0 cm的出版缓冲曲线,以及密度为35 kg/m³,材料厚度为55 mm的EPE,跌落高度分别为46,66,76 cm的试验缓冲曲线,预测不同条件下的EPE缓冲曲线,并与出版缓冲曲线和试验缓冲曲线进行对比和误差分析。结果 选用适当条件范围(跌落高度及材料厚度)的缓冲曲线作为预测工具曲线预测缓冲曲线族,预测结果与已出版或试验缓冲曲线较为接近。结论 此方法可以有效减少试验次数,为快速获得缓冲曲线族提供了新思路。