1．目的及意义

全世界水果的产量每年都在不断增加，不仅为了满足日益增长的人口数量，更多的是由于人们生活水平的提高，所以很多国家政府鼓励人们购买水果并设立多种保证水果安全的卫生机构。中国盛产各种水果，其中温带和亚热带的干鲜水果产量在世界产量排名中名列前茅，包括苹果、梨、巧枯、桃等。自纵中国加入ＷＴＯ之后，中国的水果产量以及进出口产量不仅居于世界第一，进出口贸易额也显著増加。居世界粮农组织统计2011年我国苹果生产量占世界总产量的47.58%，梨的产量占世界产量的66.73%，桃的产量占世界总产量的53.55%，巧橘的产量占世界总产量的46.98%，栗子产量则占世界总产量的84.38%，以上水果产量都位居世界榜首，同时也是我国出口水果中占主要部分的水果品种^[1]

水果从产地到消费者手中会经过或长或短的运输, 如何更好地保护果实的品质, 降低因运输造成的机械损伤是水果运输缓冲包装技术需要解决的问题。我国是世界果蔬第一生产大国，但是由于采摘、分级、包装、贮藏、运输等环节的技术因素，造成大量损耗，运输过程中机械损伤造成的果蔬采后损失达 25% ～45% 。采后损伤是果蔬生产中一个普遍性的问题，国外发达国家果蔬采后损伤也达15% ～20%。运输过程中的振动和冲击是造成果蔬机械损伤的主要原因，因此认知水果果实的运输损伤机理才能更好地设计出具有良好缓冲、减振效果的运输包装, 降低水果运输过程中的损耗。

果蔬在运输过程中易受静载、振动、挤压和冲击等载荷形式的作用，形成以塑性或脆性破坏为主的现时损伤和以粘弹性变形为主的延迟损伤。果蔬固体物料一般属于非线性粘弹性体，在实际运输过程中，所受的载荷是随机载荷，主要为瞬时冲击载荷和低应力循环载荷，振动和碰撞是造成水果机械损伤的主要形式。

因此，本文以苹果为研究对象，分析其振动损伤特性研究及减损包装优化设计，有着很大的研究意义和市场。

Griffiths K等^[2]发现机械振动是导致水果品质下降的最主要的方面。祝青园等^[2]同样发现机械损伤一般有2种，一种是外部积压引起水果内部品质伤害;另一种是果运送过程中的振动导致其内部品质的损伤。而毛星超^[4]总结了水果运输过程中的机械损伤，具体可以分为静压损伤、振动损伤和冲击损伤3类。这使得水果受损的机理更细化、全面。在这里，果品的振动损伤是我们研究的方向和重点。

李萍、王若伊、林顿等人^[5]整理数据发现运输过程中机械损伤造成的果蔬采后损失达25% ～45%。采后损伤是果蔬生产中一个普遍性的问题，国外发达国家果蔬采后损伤也达到15% ～20%。可见，水果由机械损伤造成的损失是一个世界性的问题

杨晓清^[6]等人通过对苹果压缩试验影响因素的研究。得到了在静载挤压作用下，随着压缩速率的增加，苹果本身的生物屈服极限以及破坏极限也会增加。果实肉质结构的各向异性使不同部位受压产生明显的差异性,赤道部位的抗压性明显低于果梗周围。

刘林林^[7]对梨进行振动定频、扫频实验。研究结果表明在同一振动频率下，振动加速度越大，梨越容易受到损伤，在同一振动加速度下，振动频率越小，梨越容易受到损伤。而胡洋^[8]的皇冠梨振动试验中，我们看到随着振动时间的延长，皇冠梨的体积损伤率呈现逐渐增大的趋势，这可能是因为随着振动时间的増大，皇冠梨的内部组织结构破坏导致皇冠梨变软，在继续振动的条件下，皇冠梨损伤部位承受冲击的能力下降，导致皇冠梨损伤体积迅速增加。这也正印证了康维民等的理论，认为每一次振动对果蔬都有损伤，并且损伤是可以积累的，当累积损伤超过 自身损伤安全值时，果蔬呈现振动损伤。

振动台模拟是最简单最直接的模拟实际水果运输振动的方法。Guifang Wu,Chunguang Wang^[9]的研究表明，可见光红外光谱技术可以作为一种可靠、快速的方法。同样2017年，Changfeng Ge，Liao Pa^[10]研究出了一种新的概念和测定振动损坏率曲线的方法，描述了损伤率系统之间和振动周期N的关系，提出了振动损伤率曲线的概念和技术，以量化磨损损伤，以更好地模拟和预测随机振动环境下的损伤。K.R. Griffiths^[11]再次研究了小波分析分解振动仿真信号，构造的信号代替车辆振动中非平稳的并且具有非高斯概率分布的部分，以减少包装的过度测试或过度设计，避免包装材料和产品的浪费。