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本文以研究对象加工番茄是新疆特色果蔬之一,加工番茄采收和贮运过程中的受压情况通过平板压缩进行模拟分析,利用感应胶片测量加工番茄不同成熟度、不同加载位置时的接触应力分布。然后将用有限元模拟结果与试验结果对比分析,对加工番茄的表面接触应力及内部应力分布特性进行研究,以表明加工番茄的机械损伤机理,为加工番茄采收和贮运机构设计提供基础数据和科学依据。研究中主要获得以下结论:(1)通过压力感应胶片测量获得了加工番茄的表面应力分布特性。当绿熟期番茄在较高压力作用下,应力分布的红色区域较大(>0.2MPa应力);转色期及之后成熟度的番茄所受压力较小,获得的接触应力以绿色区域分布为主(≤0.2MPa)。对于二心室番茄心室位置受载时,以≤0.3MPa接触应力分布面积为主。从绿熟期至红熟期不同成熟阶段的番茄在不同压力时,≤0.2MPa应力面积都要高于0.2-0.3MPa范围的应力面积。在径臂位置加载时,在绿熟期心室加载番茄的应力分布中,0.2-0.3MPa接触应力占主要面积。同一成熟度番茄受压相同时,三心室番茄的接触应力分布总面积的大小介于二心室番茄心室处和径臂处分别施载的应力总面积之间,这表明三心室番茄承载能力要略好于二心室番茄心室加载处,但又比二心室番茄径臂处加载的承载力差。不同成熟度随着载荷的增加应力均值呈现逐渐增长趋势,且二心室心室位置加载时的应力均值最大,三心室次之,二心室径臂位置受载时最小。番茄受压的接触应力面积均比损伤面积小,在对接触应力面积和损伤面积进行拟合时,相关系数R2均在0.8以上,对于同种成熟度并采用总体应力面积可以对番茄损伤面积的预测的结果较准确。(2)通过有限元模拟明确了加工番茄表面接触应力分布特性。二心室心室位置加载时,最大接触应力偏离接触中心,应力较小的中间区域接近圆形,径臂位置加载时最大接触应力分布在接触区域两侧,随载荷的增加面积均逐渐增大,心室位置最大接触应力比径臂位置略大。三心室接触应力分布特征与二心室心室位置类似,接触应力面积介于二心室心室位置加载和径臂位置之间。(3)通过有限元模拟明确了加工番茄内部应力的分布特性。心室位置加载时,番茄表皮所受应力最大,随着载荷增大内部应力呈指数级趋势增大,心室内胶体的应力最小,果肉和胶体所受的应力呈线性趋势增大;二心室番茄径臂位置受压时,随载荷增大而心室内胶体的应力变化不显著,表皮和果肉的应力呈线性增大,表明径臂位置受载时具有较高的承载能力,因而选择径臂位置受载导致破裂的可能性较小。三心室受载时,加工番茄表皮、果肉和胶体的应力随载荷的变化趋势与二心室心室位置受载类似,且三心室加工番茄具有略高抗压能力。由此可知,三心室番茄的承载能力比二心室心室位置加载时略强,比二心室径臂位置加载时略低。