番茄果實的基礎(chǔ)物理特征及力學性質(zhì)的研究與應用探討.pdf

1、農(nóng)產(chǎn)品的許多品質(zhì)、品種特性可以用它的基礎(chǔ)物理特征、力學流變學性質(zhì)來表示。本文選取八個品種的番茄果實，由機器視覺系統(tǒng)獲取番茄果實的圖像，研究其基礎(chǔ)物理特征；由力學試驗機及自行研制的蠕變試驗系統(tǒng)獲取果實的力學性能數(shù)據(jù)，研究番茄果實的力學流變學性質(zhì)。并研究其在品種分類和成熟度分級等方面的應用?！　∈紫妊芯苛朔压麑崍D像的預處理方法，解決了有效去除了番茄果實鏡面反射的影響和支撐物與果實的分離等難點問題?！　∮蓤D像分析提取果實的寬、高、面積等

2、尺寸，計算了果實的高寬比、球形度、圓形度等形狀指數(shù)；可用于品種分類；采用傅里葉分析法，對各品種番茄果實的形狀作有效、快速、多信息、高精度的描述提取的形狀系數(shù)，并用圖像邊緣曲線頻譜中前6個分量，與尺寸、形狀指數(shù)等共10個形狀參數(shù)作為品種間識別的特征參數(shù)，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡進行種間分類，獲得了很好的識別效果，正確率達88.3％?！　〔捎肏SI顏色模型研究番茄果實的顏色特性，以色度均值作為顏色指標，給出了各品種番茄果實的顏色特性的客觀數(shù)量描述

3、；研究了不同成熟度果實的色度變化，并由對同一品種不同成熟度果實的色度與果實酸量間的關(guān)系得到驗證；選擇同一品種不同成熟度番茄果實色度直方圖的離散均值共8個參數(shù)作為輸入變量，選擇8-13-4結(jié)構(gòu)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡為番茄果實成熟度分級的分類器，進行訓練及分級，正確率達95％。　　研究了番茄的力學流變學特性：研制了蠕變試驗裝置，配置了蠕變特性測量系統(tǒng)；應用赫茲接觸理論導出了番茄擠壓方程、接觸處上的應力分布及番茄果實的壓縮彈性模量；建立了番茄果實的

4、三單元Maxwell應力松弛模型，并用Z變換法識別了松弛特性參數(shù)；建立了果實的四元件Burgers蠕變模型，，給出了擬合蠕變特性參數(shù)的算法。并通過試驗研究了番茄果實的壓縮力學特性、應力松弛特性及蠕變特性，獲得了彈性模量、壓縮破壞能、壓縮破壞應力、應力松弛特性指標如：Maxwell單元個數(shù)、松弛模量、松弛時間，以及蠕變特性指標如Kelvin單元個數(shù)、延遲模量、延遲時間等參數(shù)。研究了對不同成熟度番茄果實的擠壓特性、應力松弛與蠕變特性，獲得了

5、部分力學指標隨成熟度變化的規(guī)律。發(fā)現(xiàn)，成熟度對各力學——流變學特性指標影響顯著，其中彈性模量、破壞力、第一松弛分量、第一延遲模量對成熟度較為敏感，首次研究了由色度角表示的成熟度與果實彈性模量的關(guān)系?！　》压麑嵲谑斋@、運輸?shù)冗^程中多次受到長時間擠壓載荷的作用，本論文研究成果可應用于預測和控制番茄果實的機械損傷，為番茄的機械化生產(chǎn)、采摘、運輸、加工、儲藏、品種培育、質(zhì)量控制、品質(zhì)分析等提供物理性質(zhì)方面基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)，對提高產(chǎn)品的質(zhì)量與經(jīng)濟