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香梨果肉循环压缩时蠕变特性及累积塑性变形的预测

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石河子大学学报（自然科学版） 2019年第5期37卷 535-542页

作者：杨雪梅吴杰王佳萍石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832003 绿洲经济作物生产机械化教育部工程研究中心新疆石河子832003

为了了解香梨果肉循环压缩时的蠕变行为,实现循环压缩时累积塑性变形的预测,本文测试了香梨果肉组织在3种较低应力水平下循环压缩的蠕变-回复特性,采用黏弹塑模型和威布尔模型分别对所有循环压缩时的各蠕变-回复曲线进行拟合,并分析了2... 详细信息

为了了解香梨果肉循环压缩时的蠕变行为,实现循环压缩时累积塑性变形的预测,本文测试了香梨果肉组织在3种较低应力水平下循环压缩的蠕变-回复特性,采用黏弹塑模型和威布尔模型分别对所有循环压缩时的各蠕变-回复曲线进行拟合,并分析了2种模型各参数在不同循环压缩时的变化及显著差异性,最后基于2种模型采用合适的模型参数分别构建了预测香梨果肉循环压缩时累积塑性变形的方程。结果表明:黏弹塑模型和威布尔模型都可以较稳定拟合香梨各次循环压缩时的蠕变-回复曲线,拟合度不仅较高且基本相同,蠕变段和回复段拟合的决定系数R2平均值分别为0.983和0.979;从2种模型构建的预测方程对香梨果肉循环压缩累积塑性变形预测比较来看,黏弹塑模型的预测方程预测精度较高,在30次循环压缩时累积塑性变形预测相对误差仅为5.66%,更适用于预测香梨果肉疲劳失效。

关键词：香梨黏弹塑模型威布尔模型循环压缩蠕变行为

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基于流变特性的香梨果实营养成分预测

现代食品科技 2019年第1期35卷 245-251页

作者：王佳萍吴杰杨雪梅余丽娟石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832003 教育部绿洲经济作物生产机械化工程研究中心新疆石河子832003

为了实现香梨多种营养成分指标高效且较为准确的检测,本文采用质构仪对香梨果肉进行了蠕变测试和应力松弛测试,确定最适合描述香梨果肉蠕变特性和应力松弛特性的流变模型以获取香梨各流变参数,然后分析流变参数与香梨可溶性固形物含量SS... 详细信息

为了实现香梨多种营养成分指标高效且较为准确的检测,本文采用质构仪对香梨果肉进行了蠕变测试和应力松弛测试,确定最适合描述香梨果肉蠕变特性和应力松弛特性的流变模型以获取香梨各流变参数,然后分析流变参数与香梨可溶性固形物含量SSC、可滴定酸度TA、固酸比RTT的相关性,并采用逐步多元线性回归法预测香梨这3种营养成分指标。研究结果表明,香梨果肉的蠕变特性和应力松弛特性分别可采用六元件广义Kelvin-Voigt模型和五元件广义Maxwell模型精确拟合,决定系数R2均在0.95以上;两模型都有流变参数与香梨可溶性固形物含量SSC、可滴定酸度TA、固酸比RTT具有显著相关性(p<0.05),所构建的逐步多元线性回归模型也都可以有效预测这3种营养成分指标,预测模型的相关系数r均高于0.7,所得预测值与实测值间无显著差异。与应力松弛参数构建的预测模型相比,基于香梨蠕变参数构建的预测其各营养成分指标模型的标准误差RMSE较小,对香梨营养成分指标预测更稳定可靠。

关键词：库尔勒香梨蠕变应力松弛营养成分相关性

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计算流体力学在果蔬干燥领域的研究进展

食品科学 2024年第6期45卷 294-305页

作者：李孟卿耿智化朱丽春张茜杨旭海石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832000 现代农业机械兵团重点实验室新疆石河子832000 绿洲特色经济作物生产机械化教育部工程研究中心新疆石河子832000

干燥是延长果蔬保质期的主要方法之一。随着计算机技术的发展,计算流体力学在果蔬干燥领域中得到广泛的应用。该技术可以对果蔬干燥过程中的流体流动、传热传质等动力学现象进行模拟和预测,并输出可视化结果。与传统实验相比,计算流体... 详细信息

干燥是延长果蔬保质期的主要方法之一。随着计算机技术的发展,计算流体力学在果蔬干燥领域中得到广泛的应用。该技术可以对果蔬干燥过程中的流体流动、传热传质等动力学现象进行模拟和预测,并输出可视化结果。与传统实验相比,计算流体力学技术拥有节能、低成本、模拟速度快、灵活度高等优点。本文详细介绍了计算流体力学在果蔬干燥领域的工作原理,并对其在不同果蔬干燥方式中的研究进展进行综述,报道了耦合收缩的数值模型研究进度,并对计算流体力学在果蔬干燥领域的发展方向进行展望,以期为研究者提供新的见解和参考。

关键词：计算流体力学果蔬干燥模拟收缩

基于声振信号经验模态分解的香梨黑心病早期无损检测

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食品科学 2023年第20期44卷 357-371页

作者：李贺赵康查志华吴杰石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832003 农业农村部西北农业装备重点实验室新疆石河子832003 绿洲特色经济作物生产机械化教育部工程研究中心新疆石河子832003

首先通过声振无损检测系统获取香梨响应信号,对信号进行经验模态分解并采用不同方法抑制其端点效应和模态混叠以实现信号分解效果最优;然后将香梨声振信号分解的分量作为输入,构建基于空间金字塔池化的卷积神经网络(convolutional neura... 详细信息

首先通过声振无损检测系统获取香梨响应信号,对信号进行经验模态分解并采用不同方法抑制其端点效应和模态混叠以实现信号分解效果最优;然后将香梨声振信号分解的分量作为输入,构建基于空间金字塔池化的卷积神经网络(convolutional neural networks with space pyramid pooling,CNN-SPP)判别模型。结果表明,改进斜率法能更有效抑制香梨声振信号分解端点效应,进一步采用互补自适应噪声完备集合经验模态分解(complementary complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CCEEMDAN)方法可获得模态混叠抑制最佳的信号分量,以此为输入构建CCEEMDAN-CNN-SPP判别模型对香梨黑心病的总体分类准确率为93.66%,对亚健康香梨判别准确率达94.44%,病害果误判率为6.35%,提高了声振法对梨果早期轻度病害的判别精度,为声振法应用于亚健康水果在线检测系统研发提供了研究基础。

关键词：香梨黑心病无损检测声振法经验模态分解卷积神经网络

基于感压胶片测量技术的苹果静压接触应力及损伤分析

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食品与机械 2015年第5期31卷 186-189页

作者：冯哲吴杰石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832003 教育部绿洲特色经济作物生产机械化工程研究中心新疆石河子832003

采用Prescale感压胶片测量苹果静压接触应力的分布特性,并结合图像处理技术对褐变区域进行精确测量,以明确应力面积与损伤面积之间的关系,了解苹果损伤发生的机制。结果表明,苹果果肉出现酶促褐变损伤的应力为0.29 MPa;0.20-0.40 MPa... 详细信息

采用Prescale感压胶片测量苹果静压接触应力的分布特性,并结合图像处理技术对褐变区域进行精确测量,以明确应力面积与损伤面积之间的关系,了解苹果损伤发生的机制。结果表明,苹果果肉出现酶促褐变损伤的应力为0.29 MPa;0.20-0.40 MPa的应力分布占72%,构成苹果损伤的主要区域;苹果的损伤面积与应力均值无直接关系;应力总面积高出苹果损伤面积9%,只有≥0.10MPa应力面积最接近苹果损伤面积,用其估测损伤面积的平均误差仅为1.66%,两者之间的关系可表示为A=0.98AP≥0.10＋1.95。

关键词：苹果静压损伤面积感压胶片接触应力

PBAT/PLA全生物降解地膜的降解性能及对石河子垦区棉花生长的影响

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农业工程学报 2022年第S01期38卷 273-282页

作者：汪敏严旎娜蒋希芝陈罡梁荣庆陈叶凡张晓美徐磊江苏省生物质复合材料与增材制造技术工程研究中心农业农村部长江中下游设施农业工程重点实验室江苏省农业科学院农业设施与装备研究所南京210014 德州学院能源与机械学院德州250023 石河子大学机械电气工程学院石河子832003 绿洲特色经济作物生产机械化教育部工程研究中心石河子832003

为探讨PBAT/PLA全生物降解地膜在新疆棉花上的应用效果,以PE地膜为对照,在新疆石河子垦区开展PBAT/PLA全生物降解地膜应用试验,系统分析了PBAT/PLA地膜的降解性能及其对土壤温湿度、棉花长势和产量的影响。结果表明:PBAT/PLA地膜降解较... 详细信息

为探讨PBAT/PLA全生物降解地膜在新疆棉花上的应用效果,以PE地膜为对照,在新疆石河子垦区开展PBAT/PLA全生物降解地膜应用试验,系统分析了PBAT/PLA地膜的降解性能及其对土壤温湿度、棉花长势和产量的影响。结果表明:PBAT/PLA地膜降解较快,在覆膜43 d即进入诱导期;红外、X射线衍射、扫描电镜等测试也表征出PBAT/PLA地膜田间降解后分子链、晶体结构和微观形貌等发生的一系列变化;在棉花生育前期,PBAT/PLA地膜膜面保持完整,增温保墒效果良好,两组出苗率一致;但随着PBAT/PLA地膜逐渐裂解,其应用效果开始下降,棉花进入盛蕾期后,PBAT/PLA地膜覆盖下土壤温度和含水率比PE地膜覆盖分别低0.30~1.15℃和2.31~3.46个百分点,最终导致PBAT/PLA地膜组的株高和茎粗较PE地膜组分别降低22.08%和12.82%,籽棉减产20.24%。因此,PBAT/PLA全生物降解地膜还需从材料分子链结构层面进行配方改良、推迟降解诱导期、提高棉田覆盖应用潜力,使其能更好在新疆棉花生产中进行试用推广。

关键词：棉花地膜降解 PBAT/PLA 石河子垦区土壤温湿度

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加工番茄静压内部应力的有限元分析

食品与机械 2013年第5期29卷 3-5,36页

作者：吕胜权吴杰冯哲石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832003 教育部绿洲特色经济作物生产机械化工程研究中心新疆石河子832003

针对加工番茄受压机械损伤问题,运用有限元法分别模拟分析三心室和四心室加工番茄在心室和径臂两个位置不同载荷加载的内部应力分布规律。结果表明:三心室加工番茄受压时,果肉和胶体所受的最大应力随着载荷增大呈线性增大,但表皮处应力... 详细信息

针对加工番茄受压机械损伤问题,运用有限元法分别模拟分析三心室和四心室加工番茄在心室和径臂两个位置不同载荷加载的内部应力分布规律。结果表明:三心室加工番茄受压时,果肉和胶体所受的最大应力随着载荷增大呈线性增大,但表皮处应力却具有呈指数级增大的趋势,因而在较大压力下易破裂损伤。四心室加工番茄在心室位置静压时,表皮、果肉和胶体所受应力随载荷变化的趋势与三心室加工番茄类似,径臂处果肉所受应力要比三心室番茄径臂处的略小,因而具有略高于四心室番茄的抗压能力;当在径臂位置加载时,表皮和果肉的应力随着载荷增大呈线性增长趋势,而心室内胶体的应力变化极小,其具有较高抗破裂损伤的能力。

关键词：加工番茄等效应力内部应力分布有限元分析

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香梨跌落碰撞接触应力分布特性及损伤估测

食品与机械 2013年第6期29卷 183-186页

作者：孙慧杰吴杰冯哲石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832003 教育部绿洲特色经济作物生产机械化工程研究中心新疆石河子832003

针对香梨跌落碰撞损伤问题，采用感压胶片测量技术分析香梨与4种接触材料在不同高度跌落碰撞的接触应力分布特性。结果表明，香梨与钢板及缓冲性能较低的橡胶板、HDPE板跌落碰撞时，不同范围应力呈正态分布，0．2～0．4MPa范围的应力面... 详细信息

针对香梨跌落碰撞损伤问题，采用感压胶片测量技术分析香梨与4种接触材料在不同高度跌落碰撞的接触应力分布特性。结果表明，香梨与钢板及缓冲性能较低的橡胶板、HDPE板跌落碰撞时，不同范围应力呈正态分布，0．2～0．4MPa范围的应力面积最大，采用总应力面积能够较准确估测损伤面积，相对误差分别为4．84％，1．83％，3．21％；与瓦楞纸板跌落碰撞时，≤0．2MPa范围应力面积较大，采用〉0．2MPa范围的应力面积能够较准确估测损伤面积，相对误差为6．81％。该研究结果对实践中香梨损伤面积的估测和机械作业中减损设计的接触应力有限元模拟分析提供了依据。

关键词：香梨跌落碰撞感压胶片接触应力分布损伤面积估测

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库尔勒香梨振动频谱特性研究

食品与机械 2012年第4期28卷 23-25,262页

作者：王曌鹏吴杰葛云孙慧杰石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832003 教育部绿洲特色经济作物生产机械化工程研究中心新疆石河子832003

为了明确不同敲击条件对香梨振动响应特性的影响规律,采用DASP动态测试与信号分析系统对香梨敲击振动时的响应信号进行测量,并分析不同敲击材料、敲击速度、敲击位置、激励响应方式对香梨响应主频率影响的显著性。结果表明:橡胶球和铁... 详细信息

为了明确不同敲击条件对香梨振动响应特性的影响规律,采用DASP动态测试与信号分析系统对香梨敲击振动时的响应信号进行测量,并分析不同敲击材料、敲击速度、敲击位置、激励响应方式对香梨响应主频率影响的显著性。结果表明:橡胶球和铁球或木球敲击香梨时的响应主频差异显著(P=0.036),而硅胶球和橡胶球敲击香梨时的响应主频率无显著差异(P=0.300),硅胶球、铁球、木球敲击香梨时的响应主频率也无显著差异(P=0.140);敲击速度、敲击位置、激励响应方式对香梨的响应主频率无显著性影响(P>0.1)。

关键词：库尔勒香梨振动响应主频率