苹果组织中散射光场分布的光学特性研究

目的研究光在苹果组织中的散射光强分布特点。方法本文采用激光与机器视觉技术,分析自然苹果(具有果皮果肉双层组织),削皮苹果(仅具有果肉组织并保留天然形状),长方体果肉这三种样本中的散射光强分布。结果苹果组织内部光场是一个球形分布;苹果竖切面形成的散射光强分布图在横向和纵向上的光强分布为高斯分布,等亮度线为圆形分布;苹果皮对光有部分吸收,使得光在单层组织中比双层组织扩散范围大;在相同径向距离处,苹果弧度的变化引起等亮度线的向外移动。结论苹果内部散射光场的大小及光强分布受苹果果形、果皮的影响,实验结果从光学角度为利用激光图像法来实现水果内部品质的无损检测提供参考。     

苹果组织中光传输的漫射近似方程的推导与验证

目的 研究光在苹果组织中的漫反射规律, 推导出漫射近似方程并通过实验进行验证。方法 在理论推导方面, 采用漫射近似理论得到漫射近似方程, 利用外延边界条件对漫射近似方程进行求解, 得到漫反射率; 在实验验证方面, 采用积分球实验测量得到不同糖度苹果样品的漫反射率和光学参数。结果 利用外延边界条件求解漫反射率, 不但计算过程简便, 而且和实验测得的漫反射率相差很小, 二者的最大绝对误差为0.00801,最大的相对误差为9.35%。结论 利用漫射近似方程求解漫反射率或反演求其光学参数都是可行的。这一方程为水果内部品质的无损检测提供了理论基础。     

含润滑介质的正交各向异性结合面接触特性研究

提出了一种含润滑介质的正交各向异性结合面法向接触刚度的分形模型。该模型基于含椭圆修正因子的Hertz接触理论，并根据考虑润滑介质的侧向泄漏的平均雷诺方程，推导出固体接触刚度与流体刚度之间的解析关系。通过分析不同因素对结合面的法向接触刚度的影响，发现当无量纲固体真实接触面积小于0.05时，结合面的法向接触刚度受流体刚度的影响较大。随着润滑介质发生侧向泄漏，固体真实接触面积逐渐增大，固体接触刚度对结合面的法向接触刚度的影响越来越显著。给定不同预紧力，对比试验与有限元仿真获得的前三阶固有频率，其最大相对误差为4.11%，证明本文构建的模型可以准确地预测结合面的接触性能。