学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于振动频谱特性库尔勒香梨坚实度评估研究

作　者: 王曌鹏
导　师: 吴杰
学　校: 石河子大学
专　业: 农业机械化工程
关键词: 库尔勒香梨振动频谱模态分析果形坚实度评估
分类号: S661.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 0次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

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。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-16
  1.1 研究背景与意义  10-11
    1.1.1 库尔勒香梨种植生产现状  10
    1.1.2 库尔勒香梨内部品质检测存在的问题  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-14
    1.2.1 果实坚实度无损检测技术研究现状分析  11
    1.2.2 基于振动频谱特性果实坚实度无损检测技术研究进展  11-14
  1.3 研究内容与技术路线  14-16
    1.3.1 研究内容  14-15
    1.3.2 技术路线  15-16
第二章测试条件对香梨振动频谱特性的影响研究  16-29
  2.1 引言  16
  2.2 材料与方法  16-18
    2.2.1 振动频谱分析的基本原理  16-17
    2.2.2 香梨试样  17
    2.2.3 测试系统及测试方法  17-18
    2.2.4 试验因素与水平  18
    2.2.5 数据处理  18
  2.3 结果与分析  18-28
    2.3.1 感测点和激励点对香梨振动频谱特性的影响  18-24
    2.3.2 激励材料对香梨振动频谱特性的影响  24-26
    2.3.3 激励力对香梨振动频谱特性的影响  26-28
  2.4 本章小结  28-29
第三章香梨振动模态分析及坚实度评估方法研究  29-40
  3.1 引言  29
  3.2 材料与方法  29-33
    3.2.1 香梨试样  29
    3.2.2 香梨的果形描述  29-30
    3.2.3 香梨有限元模态分析  30-31
    3.2.4 香梨试验模态分析  31-33
    3.2.5 香梨坚实度指标构建与评价方法  33
  3.3 结果与分析  33-39
    3.3.1 香梨的基本振动模态  33-35
    3.3.2 香梨果形对其固有频率的影响  35
    3.3.3 有限元模态分析中香梨坚实度指标的构建与评价  35-36
    3.3.4 试验模态分析中香梨坚实度评估指标的适用性  36-38
    3.3.5 密度对香梨坚实度评估的影响  38-39
    3.3.6 果形描述方式对香梨坚实度评估的影响  39
  3.4本章小结  39-40
第四章不同品质香梨振动频谱特性分析及坚实度评估  40-47
  4.1 引言  40
  4.2 材料与方法  40-42
    4.2.1 香梨采样  40-41
    4.2.2 香梨物性参数测定  41-42
    4.2.3 数据分析方法  42
  4.3 结果与分析  42-46
    4.3.1 不同品质香梨的振动频谱特性分析  42-45
    4.3.2 不同品质香梨的坚实度评估  45-46
  4.4 本章小结  46-47
第五章结论与展望  47-49
  5.1 主要结论  47
  5.2 研究特色与创新之处  47-48
  5.3 研究展望  48-49
参考文献  49-55
作者简介  55-56
致谢  56-58
石河子大学硕士研究生学位论文导师评阅表  58

基于振动频谱特性库尔勒香梨坚实度评估研究

内容摘要

全文目录

相似论文