马铃薯块茎动态力学特性试验研究与应用探讨

摘要

马铃薯块茎营养丰富而齐全，是消费者最为喜爱的果蔬之一。在实际生产中，如收获、运输、加工过程中，物料都要受到动态载荷，有必要用研究其动态力学特性。本文对黑龙江省比较有代表性的5个品种马铃薯的动态力学特性进行了研究。 本文研究了各种适用于马铃薯块茎的动力学特性的试验方法，设计研制了必要的试验装置，配置了正弦交变应力应变试验、力锤敲击试验、小球撞击试验等各种试验测试系统，采用coif5小波做小波多分辨分析对试验信号进行消噪处理的方法，经实际应用效果较好。 研究了果蔬物料由正弦交变应力-应变试验获得动态力学特性的理论及动特性参数提取的方法。进行了马铃薯圆柱形试样频率在40～210赫兹范围内的正弦交变应力-应变试验，得到四个品种马铃薯块茎在不同试验条件下动态力学特性参数：并研究了频率、预载荷、激振幅度等各素对马铃薯柱形试样动特性的影响。 研究了完整马铃薯试样在40～210赫兹频率范围内的的动特性，由Hertz接触理论推导出完整马铃薯的动态平行平板挤压方程，由图像分析方法较精确地获得物料与压头的接触点的主曲率半径，进行了马铃薯的平行平板动态挤压试验，研究得到完整薯绝对动模量、损失角等挤压动力学参数，并研究在动态挤压下，完整薯绝对动模量随频率的变化规律。 初步研究由敲击响应法进行整体马铃薯块茎的模态分析的理论，给出了敲击法试验数据处理、建立动态模型及获得模态参数的方法；进行整体马铃薯块茎的敲击试验，得出了在0～3000赫兹频率范围内，不同品种马铃薯的敲击响应频谱函数曲线，建立了马铃薯的敲击模型，得到大西洋的三阶主要的模态参数，主响应频率，刚度系数和阻尼系数等；并研究了马铃薯的撞击动态参数与马铃薯的表观强度、质量等因素的关系。 作了马铃薯动态力学特性的应用研究及探讨：利用不同品种马铃薯的动态力学特性存在的显著性差异，通过BP神经网络进行马铃薯的品种识别，识别效果很好；研究了马铃薯块茎的绝对动模量与其淀粉含量的关系。研究表明：可以通过马铃薯绝对动模量的值来预测马铃薯淀粉的含量；制取了两种不同的空心马铃薯试样，研究实心与空心马铃薯对相同冲击载荷的加速度响应时间曲线的差别，提取曲线的短时过零率、短时能量和短时幅度为特征量，采用感知器神经网络研究与探讨空心马铃薯的识别方法。 本文研究成果可以为马铃薯的收获、储运、加工、品质评价、在线分级、无损检测等方面提供基础资料数据，对提高产品的质量与经济价值有着重要的意义。

目录

文摘

英文文摘

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1引言

2材料设备与方法

3.马铃著圆柱试样的动态力学特性的试验研究

4完整马铃薯的动态力学特性研究

5整体马铃薯敲击激励时的动力学特性研究

6马铃薯动态力学特性参数的应用探讨

7结论与研究特色及不足之处

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文