苹果压缩特性的研究.pdfVIP

维普资讯 ，。，7一f 第 26栏 第 2期 西北农业大学学报 Vo】．26 No．2 1998年 4月 ActaUniv．Agrm．Boreali-occldentalis Apr． 1998 苹果压缩特性的研究 李小昱 王 为 — — — — — — — 一 — — — — — — 一 西北农业大学机械与电子工程学院t陕西扬凌 712100) 捕 要 通过苹果的压缩试验 ，测定和分析了其力一变形 曲线的特性。结果表明，压缩时 的加载速率与压头型式影响生物屈服力、破裂力与变形量的太小；在一定条件和范围内，苹果 硬度与压缩曲线初始区段的斜率线性显著相荚，且苹果的机械损伤与其变形量有关 。 美键词 苹果 ．硬度 ．压缩特性，加载速率 ，机械损伤 中围分类号 旦 6 f 苹果从采摘、包装、运输 、加 工、贮藏到销售的各个 环节 ，都可能出现 由于相互间碰撞 及与机器、工具、设备的挤压而发生的机械损伤。苹果力学性能中最基本的是压缩特性 ，而 在苹果的各个流通环节 中，压缩损伤是造成苹果机械损伤的主要原因之一 ，尤其在贮藏、 运输 中该问题更为突出。因此，研究苹果的压缩特性可为深^研究机械损伤的机理，减少 损伤 ，评定产品品质 ，以及指导机具设计提供依据。 1 材料与方法 1．1 试验材料 供试苹果品种为红富士，直径为 65．5～90．1mm，重 120．5~220．4g，硬度 0．5～ 1．05M Pa． 1．2 试验装置 试验使用农业物料试验机0]，被试苹果在底座用一蜡盘 中的熔蜡冷凝后 固定。配备了 力传感器和位移传感器 ，其信号通过动态应变仪放大后 ，由光线示渡器或磁带机记录，数 据处理 由计算机完成。 1．3 试验方法 试验采用的加载压头为平顶圆柱和平板两种型式 。因为平顶圆柱压头的半径应小于 被试物体 曲率半径的l／】0口，所 以确定平顶圆柱压头的直径为 6mm，与果实硬度计 的标 准压头相同。有文献b一一报道 ，加载速率一般应为 1～5era／rain或 2．5～33cm／min，所以 本试验选取加载速率为2～32cm／min． 整个压缩试验 由以下几部分组成： 1)采用硬度相同的苹果，分别用平顶圆柱与平板压头作不同加载速率试验 ，其加载速 率为 2，4，6，8，10，12，14，16，2O，24，32cm／min． 2)采用硬度为 0．50～1．05MPa的苹果，用平顶圆柱压 头，其加载速率为6cm／min 收稿 日期 l997—09O1 谭题来源 陕西省 自然科学基金 资助项 目 作者筒舟 李小 显-女．1953年生 副教授 维普资讯 西北农业 大学学报 第 26卷 3)采用硬度相同的苹果，用平板压头沿苹果赤道方向作不同加载速率试验 其加载速 率为 2～16cm／min． 苹果硬度 的测定用 GY一1型果实硬度计，以苹果赤道上 6个点的平均值表示。用显徽 镜观察其压缩后的微观结构 2 结果与分析 2．1 压缩时的力一变形曲线 图 1为苹果用不 同压头压缩时的力一变形曲线 。由图1可 “看出，用平顶圆柱压头时 ． 加载的初始 区段压力膻变形的增加而近似呈线性关系。当压力达 时 ，出现第一个峰值 点 S称之为生物屈服点 压力小于 几 时的负载不会使苹果产生损伤。当压力达 时，苹 果的果肉细胞开始出现微观结构的破坏。在显微镜下观察 ，发现部分细胞发生变形 继续 增加压力，压缩进人塑性变形过程，产生永久性的变形和损伤 当压力达到F 时 ，出现第 二个峰值点 ，这