多尺度建模和模拟落碰撞伤害敏感度的基维果
Yue Zhu1,2, Licheng Zhu1,2, Wenbei Wang1,2
1State Key Laboratory of Agricultural Equipment Technology, Beijing 100083, China.
Foods (Basel, Switzerland)
|November 9, 2024
概括
这项研究使用有限元分析来预测果因跌落而受到的损害. 结果显示,较高的撞击高度和角度增加了伤,指导了更好的收获实践.
科学领域:
- 农业工程 农业工程
- 生物机械工程 生物机械工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 落损伤是果收获和后期加工的一个主要问题.
- 对这种损害的定量分析与传统方法具有挑战性.
研究的目的:
- 通过有限元数值模拟来评估和预测果对落碰撞损伤的敏感性.
- 开发一种可预测模型,对各种接触材料中掉落损伤的敏感性进行预测.
主要方法:
- 通过逆向工程获得基维果的外观特征.
- 通过物理实验确定几何和机械性能.
- 构建了一个多尺度的有限元素模型 (皮肤,纸,核心).
- 降落高度,碰撞角度和接触材料的模拟效应.
- 通过下降实验验证了模型准确性.
- 采用Box-Behnken设计和响应表面方法来进行灵敏度建模.
主要成果:
- 与高速摄像头数据相比,有限元模拟显示最大相对误差为5.19%.
- 该模型证明了能量分布的高理性 (沙表能量<0.08%的内部能量).
- 降落高度和碰撞角度的增加显著增加了高弹性模量材料的伤风险.
- 在一个钢板上 (高度1米,90°角) 发生了最大的伤灵敏度 (6716.07 mm3 J-1).
- 最低的损伤灵敏度 (1570.59 mm3 J-1) 观察到的是新型纤维质 (0.25米高,0°角).
结论:
- 多尺度有限元素模型准确地预测了果在落碰撞时的损伤.
- 该模型作为一种有效的工具,用于定量分析落碰撞损伤.
- 这些发现为设计和优化收获机制提供了指导,以减少损失.
关键词:
损伤的敏感性损伤的敏感性落碰撞碰撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞撞一个女人一个女人一个女人果 (Kiwi) 是一种果.多尺度建模模型的使用.更多相关视频
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