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成熟期南豐蜜橘力學(xué)特性試驗

檢測樣品:蜜橘

檢測項目:力學(xué)特性

方案概述:為了明確成熟期南豐蜜橘在采摘、運輸和貯藏過程損機理,開展了南豐蜜橘力特驗究,通過蜜橘擠壓和穿刺驗,其應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律,為蜜橘采摘損傷機理和蜜橘采摘裝備提供參考。

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更新時間2021年11月08日

上傳企業(yè)北京盈盛恒泰科技有限責(zé)任公司

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實驗材料與設(shè)備

試驗用南豐蜜橘同批次購買于江西農(nóng)業(yè)大學(xué)水果市場,果實無病害、無損傷、表皮和成熟度一致。

試驗設(shè)備有:TMS-Pro 質(zhì)構(gòu)儀(美國 FTC 公司)

利用 TMS-Pro 質(zhì)構(gòu)儀分別對南豐蜜橘開展擠壓和穿刺試驗,穿刺探頭選用直徑2mm的圓柱體,設(shè)置運行最小感應(yīng)力為0.1N,運行速度為30mm/min,回程速度為50mm/min,每個處理重復(fù)10次,獲得蜜橘表皮損傷的擠壓應(yīng)力和穿刺應(yīng)力。

實驗結(jié)果與分析

南豐蜜橘擠壓損傷的應(yīng)力——應(yīng)變分析

將蜜橘水平放置在質(zhì)構(gòu)儀底部托盤上,設(shè)定參數(shù),運行機器,獲得其應(yīng)力—變形曲線,如圖 1 所示,根據(jù)擠壓試驗結(jié)果,得到擠壓應(yīng)力,如表 2 所示。

 

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南豐蜜橘穿刺損傷應(yīng)力——應(yīng)變分析

當(dāng)圓柱形穿刺探頭作用在蜜橘表皮時, 由于皮薄,其應(yīng)力較小,隨著穿刺應(yīng)力增大,表皮被刺破時,其曲線發(fā)生第一次突變,應(yīng)力急劇減小;當(dāng)探頭繼續(xù)穿刺,接觸果肉時,穿透內(nèi)部果皮和果肉,產(chǎn)生第二個和第三個突變,直至穿透整個果瓣,形成斷崖式的急劇變化曲線,如圖 2 所示。 

 

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從穿刺曲線峰值可看出,表皮穿刺應(yīng)力大于果瓣穿刺應(yīng)力,即第1個峰值大于第2個峰值,表明蜜橘外部表皮硬度大于內(nèi)部果瓣。重復(fù)10次試驗,獲得其穿刺應(yīng)力,如表 3 所示。

 

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實驗結(jié)論與探討

蜜橘表皮的擠壓應(yīng)力為20.60N~69.60N,平均擠壓應(yīng)力為35.77N,方差結(jié)果表明蜜橘表皮擠壓應(yīng)力差異性較大,蜜橘穿刺應(yīng)力為 1.46N~2.59N,平均穿刺壓力為2.08N。因此,南豐蜜橘在采摘、運輸和貯藏過程中,其擠壓應(yīng)力不超過20.60N,穿刺壓強不超過0.16MPa。本結(jié)論可為南豐蜜橘損傷機理研究和采摘裝置研制提供參考。

文獻來源:江西省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備重點實驗室

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