摘 要

本文通过对苹果进行振动试验，分析其特有的振动特性及损伤特性，探索苹果在不同限制条件下的固有频率，即探索苹果在完全固定条件下和仅有水平限制条件下的固有频率。发现苹果的限制越大，共振频率越大越稳定。

为了研究苹果的振动与振动损伤间的关系，探索苹果振动损伤与限制条件，激励加速度，和堆码层数间的线性相关关系，发现振动损伤与激励加速度和层数呈高度正相关。通过实验的现象和线性回归分析发现，伴随着加速度的逐步增大，随着叠放层数的增大，苹果的最大共振频率减小，苹果损伤增大。

在苹果振动分析的前提下，对比多种缓冲材料和缓冲结构。研究表明，采用瓦楞纸板当格挡和衬垫加EPE网兜作为缓冲包装，性价比最高。最终以A型0201型瓦楞纸箱为运输包装，并设计合理的运输集装方式。

关键词：苹果；振动分析；减损包装；瓦楞纸板格挡；EPE缓冲材料

Abstract

Through the vibration test of apple, this paper analyzes its unique vibration characteristics and damage characteristics, and explores the natural frequency of apple. The natural frequencies of apple under different limiting conditions are explored, namely the natural frequencies of apple under completely fixed conditions and only horizontal constraints. The greater the limit, the more stable the resonance frequency is.

In order to study the relationship between vibration and vibration damage of apple, apple vibration damage and constraints, incentives acceleration, and stacking layer between the linear relationship between, found that the vibration damage and to stimulate the acceleration and is highly correlated to the layer. Through the experiment and linear regression analysis, it is found that with the gradual increase of acceleration, the maximum resonance frequency of apple decreases with the increase of the number of laminated layers, and the damage of apple increases.

Under the premise of apple vibration analysis, various kinds of buffer materials and buffer structures are compared. The research shows that corrugated board when the grid block and liner plus EPE net as buffer packaging, the highest cost performance. Finally, the A type 0201 corrugated box was used as the transport package, and a reasonable way of transport consolidation was designed.

Key Words：Apple; Vibration analysis; Vibration proof packaging; Corrugated board grid; EPE buff

目录

第1章 绪论 1

1.1 振动对水果的影响以及国内外的研究现状 1

1.1.1 水果运输损伤的类型和影响程度 1

1.1.2 振动损伤的类型及其损伤机理 1

1.1.3 公路运输中水果的损伤状况 2

1.1.4 振动的研究方式 2

1.1.4 缓冲材料和缓冲组合的防振效果 2

1.2 研究的目的及意义 3

1.3 研究的基本内容、目标、技术方案及措施 3

1.3.1 苹果的振动损伤特性分析 3

1.3.2 苹果的减损包装设计 4

1.3.3 技术路线 4

第2章 单层苹果振动损伤分析 6

2.1 单层苹果试验规划 6

2.2 苹果振动损伤判定 6

2.3 单层苹果扫频不同固定环境和不同激振加速度下的试验 7

2.3.1 试验设备 7

2.3.2 试验准备 8

2.3.3 完全固定条件下的苹果的扫频试验 8

2.3.4 水平限制的苹果的不同加速度的扫频试验 10

2.3.5 单层苹果的振动损伤 11

2.4 本章小结 12

第3章 多层苹果振动损伤分析 14

3.1 多层苹果的振动损伤试验 14

3.2 多层苹果的扫频试验 14

3.3 多层苹果的振动损伤试验 15

3.3 本章小结 16

第4章 苹果振动损伤特性分析 17

4.1 苹果损伤与加速度的一元线性回归 17

4.2 苹果损伤与加速度和层数的多元线性回归方程 17

4.3 本章小结 19

第5章 缓冲材料与不同结构的防振特性 20

5.1 无缓冲材料下的苹果损伤 20

5.2 EPE网兜对苹果防振的影响 21

5.3 多种缓冲材料的防振性能 23

5.4 无格挡缓冲包装 24

5.5 缓冲结构交错排列 25

5.6 本章小结 27

第6章 苹果运输减损包装设计 28

6.1 瓦楞纸箱制造尺寸设计和箱型楞型选择 28

6.2 瓦楞纸箱抗压强度计算和堆码强度校核 30

6.2.1 瓦楞纸箱抗压强度计算 30

6.2.2 瓦楞纸箱堆码强度校核 30

6.3 瓦楞纸箱外形补充 31

6.4 本章小结 31

第7章 苹果集装方式选择 32

7.1 苹果集装方式选择 32

7.2 本章小结 34

第8章 结论 35

参考文献 36

第1章 绪论

1.1 振动对水果的影响以及国内外的研究现状

1.1.1 水果运输损伤的类型和影响程度

我国是农产业大国，因此蔬菜水果的运输交流十分密切，无论是陆运，水运，空运等，面对蔬菜水果的物品，总会产生大量损伤。运输过程中的损伤有机械方面的，包括振动，冲击，碰撞，积压等；微生物方面的，化学方面的。

对比这些运输损伤中的不同方面的影响因数，Griffiths K等^[1]发现导致水果本身品质下降的最主要的方面是机械损伤。在机械损伤中，祝青园等^[2]同样发现物理上的机械损伤一般来说会有2种，一种是由于外部堆叠压迫引起水果内部物质变化产生的伤害;另一种是水果在运送过程中的受到的胁迫振动导致的内部变化产生的损伤。水果作为短周期商品，苹果存储周期短，Romans^[3]等研究得出机械损伤通常发生在果园到市场的路途中，而水果又以公路运输为主，因此，长途公路运输对水果造成的损耗最大；李萍,王若伊,林顿等人^[4]整理数据得知，运输过程中产生的胁迫振动对水果造成的物理上的机械损伤会使水果损失达25%～45%，每年国际上水果蔬菜的经济损失可达700亿人民币。

根据这些研究，在机械损伤，微生物损伤，化学损伤中，机械损伤影响最大，而在机械性破坏中，振动影响起主导作用。

1.1.2 振动损伤的类型及其损伤机理

根据振动损伤按理论分析，苹果损伤有可能是达到共振造成的损伤，也有可能是微小振动积累下来的疲劳损伤。研究表明，水果的振动损伤并不是由于运输过程中胁迫振动的激振频率达到果蔬的共振频率造成的，而是由于低频振动造成了的微小损伤的积累。水果不是刚体，因此振动损伤不是骤然产生的肉眼可见的机械损伤，而是累积的振动引起水果发生复杂缓慢的化学反应和生物反应。

从生化反应的微观角度来研究振动影响，吴琼,周然^[5]发现，振动环境会加速水果的成熟衰老，这种衰老损伤主要表现在果实的外观颜色形状等的变化，果实开始干皱并且出现大面积腐烂等。经历振动后的还有生物理化品质的改变，比如硬度、呼吸乙烯释放速率、细胞膜透性、抗坏血酸含量、活性氧成分、抗氧化活性等。

刘春娩^[6]同样对此研究，具体来说，果实在受到机械损伤特别是振动条件下其组织内部会发生不同程度的生理变化，对于呼吸跃变型的富士苹果，振动会促使乙烯释放量增加，硬度降低，导致果实过快成熟，缩短储藏周期，果实组织细胞的细胞壁产生损害，加快果实的腐坏变质，说明振动破坏了果实的自身的稳定，但是果实在短期内可抵御外界环境使自身营养物质达到供给水平，之后生理代谢缓慢，进入衰老期。

1.1.3 公路运输中水果的损伤状况

振动是水果最大的损伤因素，而在水果运输中，公路运输占主要因素，即公路运输中的胁迫振动是主要损伤。当使用大货车运输水果，其实际造成的损伤情况是相当复杂的。赵进宝^[7]研究发现对于红富士苹果这种水果，当其在大货车上进行公路运输时，苹果的共振频率从低处到高处呈现递增趋势，响应加速度何传递率同样。Behnam Soleimani,Ebrahim Ahmadi^[8]对生鲜蔬菜在箱运货车内做过同样的研究，发现类似的规律，箱式冷藏车在运输过程中，带来的垂直方向的加速度最大，水平的2个方向都比较低，车厢的不同部位冲击和振动的大小各不相同。董雪临,张超,马越等^[9]同样发现，车厢后面上部分撞击振动最大，其次是前车厢的上部和后车厢的下部，振动强度最弱的是车厢的前下部；并且，振动强度越高，蔬菜水果品质的运输储存期越短。根据这些研究，越位于车厢后面，越位于车厢上面，水果和蔬菜的振动损伤也越大，即车厢后上部需要良好的防振保护；在货物未装满的情况下，避开后上部分堆码区。

1.1.4 振动的研究方式

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