梨桃各向流变特性及动态特性的研究

【摘要】： 以前许多学者在研究果实果肉物理特性时都假设了水果为各向同性体，而有关果实果 肉各向异性的研究报道较少。果肉的动态特性参量与果肉质地有相关性，而有关动态特性 与整个果实质地的相关性报道很少。为此本论文研究了：桃梨等果实各部位各方向上坚实 度、糖度差异；梨果肉的各向机械特性和各向松驰特性差异；桃梨等果实的正弦交变动态 特性。为果品的分级、贮藏、加工和品质评价提供参考和依据。 研制了农业物料准静态试验台。该试验台由机架、工作台、调节机构、传感器、数据 采集系统和操作控制系统组成。开发了数据采集和操作控制软件。制作了动态特性试验台， 该试验台由机架、调节机构、激振器、功率放大器、信号发生放大器和存储示波器等组成。 对梨、桃果实各部位、各方向上坚实度和糖度差异程度进行了研究。不同成熟程度黄 花梨、绿云梨和仓方早生桃、大观山桃在各部位上坚实度和糖度的差异显著。二品种梨在 各朝向上坚实度、糖度的分布差异不显著。二品种桃果实在缝线处与其它各朝向上坚实度、 糖度的差异显著。分析了梨、桃果实内坚实度、糖度的分布规律和坚实度与糖度间的相关 性，探讨了三部位品质差异形成的生物学原因。采用坚实度、糖度评价黄花梨、绿云梨品 质时应选择中部“赤道线”附近为宜，不必考虑果实朝向；在评价仓方早生桃、大观山桃 时还应避开缝线处。 以破坏应力、破坏应变、破坏能和杨氏模量等为指标研究了梨果肉的各向机械特性差 异。总体而言，因取样部位（上、中、下）、取样方向（垂向、切向和经向）、取样深度（近 表面、近中心）等不同，梨肉的四机械特性指标存在显著差异，而朝向对四指标的影响不 显著。分析了四机械特性指标随坐标变化的分布规律，探讨了各种机械特性差异形成的生 物学机理。进行了梨肉松驰特性各向异性的研究。梨肉因取样部位、取样方向、取样深度 等不同松驰特性参数如平衡弹性模量、衰变弹性模量、粘滞系数和松驰时间等存在显著差 异，朝向对各种参数影响不大。这些为各作业环节中应考虑各向异性因素提供了依据。 以综合弹性模量和相位角为指标进行了黄花梨、绿云梨和仓方早生桃、大观山桃的动 态特性试验研究。激振功率对梨、桃的动态特性二指标无显著影响。预载荷对弹性模量有 较大影响，但对相位角影响不大。成熟程度对梨、桃的动态特性的弹性模量和相位角都有 较大影响。因此可采用动态特性试验所获得的弹性模量值和相位角值来评价桃、梨的成熟 程度。