论文部分内容阅读
本文针对库尔勒香梨尚未实现内部品质无损检测的现状,基于香梨振动频谱特性进行其坚实度评估研究,以解决香梨的坚实度这一重要内部品质无损检测问题。首先,通过香梨低频激振试验确定了香梨适宜的激振条件；然后采用有限元模态分析和试验模态分析相结合的方式,建立了适于不同果形香梨坚实度评估的指标；最后应用该指标对不同品质香梨的坚实度进行评估,并确定了各品质香梨坚实度评估值与M-T测量值间的拟合关系,从而为香梨内部品质的检测提供了研究基础和科学依据。本研究得到的主要结论如下：(1)通过对香梨进行低频激振试验,明确了感测与激励部位、激励材料、激励力度对香梨振动频谱特性的影响,确定了香梨适宜的激振条件。结果表明：在梗端和萼端分别激励或感测时,在其同位或异位的各感测点或激励点所测得的响应主频率无显著影响；只有在胴部激励或感测时,其同位与梗端和萼端两异位感测或激励所测得的响应主频率有显著差异。因此,对香梨梗端、胴部和萼端某一部位激励时,可在其对应部位的任意点感测。激励材料和激励力度对香梨的响应主频率都无显著影响,然而在实际检测过程中,为了减少噪音的干扰,在不造成香梨损伤的3-15N范围内,应选择较大的激励力,以保证有足够的激励能量。(2)采用有限元模态分析和试验模态分析相结合的方法,通过分析果形和密度对香梨坚实度评估的影响,建立了包含果形因子q的坚实度评估指标f2m2/3qt。各振动模态对应的频率范围及最适宜的t值分别为：第1模态,32.50～95.00Hz,t=5.76；第2模态,97.50～128.16Hz,t=1.57；第3模态,142.56～210.97Hz,t=2.11,第4模态,487.50～593.80Hz,t=1.06；第5模态,699.35～782.06Hz,t=0.60。(3)分析了不同品质香梨的振动频谱特性,并应用坚实度评估指标f2m2/3qt评估了不同品质香梨的坚实度。结果表明：评估香梨青熟果和黄熟果的坚实度指标是f2m2/3q5.87,梗端是适宜的激励与感测部位；评估正常果与粗皮果的坚实度指标是f2m2/3q1.57,萼端是适宜的激励与感测部位。不同成熟度香梨坚实度指标值与M-T测量值间的拟合关系为：青熟果,FI=254.20-3.53F,R2=0.8608；黄熟果,FI=-67.47+1.81F,R2=0.8350；香梨正常果与粗皮果坚实度指标值与M-T测量值间的关系为：正常果,FI=-92.02+2.05F,R2=0.8398；粗皮果,FI=-25.81+0.91F,R2=0.9173。