تحلیل نرم افزاری پاسخ هارمونیک میوة پرتقال به منظور تعیین فرکانس های طبیعی برای جلوگیری از آسیب در هنگام حمل و نقل

کهریزی, وحید; احمدی, ابراهیم; شوشتری, علیرضا

doi:10.22092/amsr.2025.367934.1508

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دکترای مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه بوعلی سینا، همدان و مدیر هنرستان زنده یاد ادهم مظفری،کامیاران، ایران

² استاد مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

³ استاد مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

10.22092/amsr.2025.367934.1508

چکیده

طراحی و توسعة ماشینهای کشاورزی به طور مستقیم با خواص بیولوژیکی محصولات کشاورزی در ارتباط است. مهندسان و طراحان اگر به ویژگیهای دینامیکی آگاهی نداشته باشند باید با روشهای تجربی به طراحی ماشینهای کشاورزی و تجهیزات بپردازند که این امر از لحاظ زمان و هزینه ناکارآمد است. هدف از این مطالعه شناسایی فرکانسهای طبیعی در دو گروه کوچک و بزرگ میوة پرتقال رقم تامسون با استفاده از آنالیز مودال اجزای محدود و تابع پاسخ هارمونیک با نرمافزار انسیس است. برای به ‌دست آوردن داده‌های مورد نیاز در شبیه‌سازی، آزمون ضربه با دستگاه پاندول اجرا شد. مدل هندسی سهبعدی میوة پرتقال در نرمافزار انسیس (Ansys) ترسیم شد و به طور جداگانه ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی پوست و گوشت میوة پرتقال تعیین گردید. به منظور اعتبارسنجی فرکانسهای طبیعی به دست آمده از آنالیز مودال با استفاده از آنالیز پاسخ هارمونیکی و دادههای شتابسنج سه محوره با تعیین کردن محدودة فرکانسی و نیز وارد کردن مقادیر دادههای شتابسنج در نرمافزار انسیس، نمودار فرکانس طبیعی بر حسب شتاب رسم گردید. اختلاف بین فرکانسهای تجربی و آنالیز مودال برای هر دو گروه از قابلیت اعتماد بالایی برخوردار است به طوری‌که ضریب تعیین (R2) ناشی از مقایسة فرکانسهای تجربی و آنالیز مودال برای پرتقالهای گروه بزرگ و کوچک به ترتیب 9559/0 و 9682/0 است. بنابراین، مدل اجزای محدود و روش تجربی مورد استفاده در این مطالعه میتواند به عنوان روشی با صرفه و قابل اعتماد به منظور طراحی ماشینهای برداشت میوة پرتقال و بهینهسازی مکانیزمهای پس از برداشت و حمل و نقل استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

مراجع

Ahmadi, E., & Barikloo, H. )2016a). Viscoelastic finite element analysis of the dynamic behavior of apple under impact loading with regard to its different layers. Computers & Electronics in Agriculture, 121, 1-11. https://doi.org/10.1016/j.compag.2015.11.017.

Ahmadi, E., & Barikloo, H. )2016b(. Mechanical property evaluation of apricot fruits under quasi-static & dynamic loading. Journal of Agricultural Machinery, 6(1), 139-152. https://doi.org/10.22067/jam.v6i1.29489.

Albaar, N., Budiastra, I. W., & Hariyadi, Y. (2016). Influence of secondary packaging on quality of carrots during transportation. Agriculture and Agricultural Science Procedia, 9, 348-352.

Aliasgarian, S., Ghassemzadeh, H. R., Moghaddam, M., & Ghaffari, H. (2015). Mechanical damage of strawberry during harvest & postharvest operations. Acta Technologica Agriculturae, 18, 1-5. https://doi.org/10.1515/ata-2015-0001.

Anon. (2015). Agriculture database of FAO-STAT. Available at http://FAOSTAT.FAO.ORG.

Baharin, N. H., & Rahman, R. A. (2009). Effect of accelerometer mass on thin plate vibration. Jurnal Mekanikal. 29, 100-111. https://www.researchgate.net/publication/44707632.

Celik, H. K., Rennie, A. E. W., & Akinci, I. )2011(. Deformation behaviour simulation of an apple under drop case by finite element method. Journal of Food Engineering, 104, 293-298. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2010.12.020.

Chiputula, J. (2009). Evaluating mechanical damage of fresh potato during harvesting & postharvest handling. (M. Sc. Thesis), University of Florida.

Gao, Y., Song, C., & Rao, X. (2018). Image processing-aided fea for monitoring dynamic response of potato tubers to impact loading. Computers & Electronics in Agriculture, 151, 21-30. https://doi.org/10.1016/j.compag.2018.05.027.

Gyasi, S., Fridley, R. B., & Chen, P. (1981). Elastic & viscoelastic Poisson's ratio determination for selected citrus fruits. Transactions of the ASAE, 24(3), 747-0750. https://doi.org/10.13031/2013.34332.

Jung, H. M., & Park, J. G. (2012). Effects of Vibration stress on the quality of packaged apples during simulated transport. Journal of Biosystems Engineering, 37, 44-50. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2022.111918.

Malalasekera, W., & Versteeg, H. K. (2007). An introduction to computational fluid dynamics. 2^nd Ed. The finite volume method, Harlow: Prentice Hall.

Mohsenin, N. N. (1978). Physical properties of food and agricultural materials. 2^nd Revised and Update Edition. Gordon and Breach Science Pub. New York.

Namdari Gharaghani, B., Maghsoudi, H., & Mohammadi, M. (2020). Ripeness detection of orange fruit using experimental & finite element modal analysis. Scientia Horticulturae, 261, 1-8. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2019.108958.

Santos, F. L., Scinocca, F., & Marques, D. S. )2021(. Modal properties of macaw palm fruit-rachilla system: An approach by the stochastic finite element method (SFEM). Computers & Electronics in Agriculture. 184, 1-9. https://doi.org/10.1016/j.compag.2021.106099.

Soleimani, B., & Ahmadi, E. (2014). Measurement & analysis of truck vibration levels as a function of packages locations in truck bed & suspension. Computers & Electronics in Agriculture, 109, 141-147. https://doi.org/10.1016/j.compag.2014.09.009.

Song, H. Z., Wang, J., & Li, Y. H. )2006(. Studies on vibration characteristics of a pear using finite element method. Journal of Zhejiang University Science, 7, 491-496. https://doi.org/10.1631/jzus.2006.b0491.

Velloso, N. S., Magalhães, R. R., Santos, F. L., & Santos, A. A. R. )2020(. Modal properties of coffee plants via numerical simulation. Computers & Electronics in Agriculture, 175, 1-13. https://doi.org/10.1016/j.compag.2020.105552.

تحلیل نرمافزاری پاسخ هارمونیک میوة پرتقال به منظور ... کهریزی و همکاران

Wang, F., Ma, S., Wei, W., Zhang, Y., & Zhang. Z. )2017(. Frequency sweep test & modal analysis of watermelon during transportation. International Journal of Food Engineering, 13(5). https://doi.org/10.1515/ijfe-2016-0362.

Yousefi, S., Farsi, H., & Kheiralipour, K. )2016(. Drop test of pear fruit: Experimental measurement & finite element modelling. Biosystems Engineering, 147, 17-25. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2016.03.004.

Zhang, H., Wu, J., Zhao, Z., & Wang, Z. )2018(. Nondestructive firmness measurement of differently shaped pears with a dual-frequency index based on acoustic vibration. Postharvest Biology & Technology, 138, 11-18. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2017.12.002.

تحقیقات سامانه‌ها و مکانیزاسیون کشاورزی

تحلیل نرم افزاری پاسخ هارمونیک میوة پرتقال به منظور تعیین فرکانس های طبیعی برای جلوگیری از آسیب در هنگام حمل و نقل

مراجع

مراجع

Aliasgarian, S., Ghassemzadeh, H. R., Moghaddam, M., & Ghaffari, H. (2015). Mechanical damage of strawberry during harvest & postharvest operations. Acta Technologica Agriculturae, 18, 1-5. https://doi.org/10.1515/ata-2015-0001.

دوره 25، شماره 89 - شماره پیاپی 89
فروردین 1403
صفحه 69-84

تحلیل نرم افزاری پاسخ هارمونیک میوة پرتقال به منظور تعیین فرکانس های طبیعی برای جلوگیری از آسیب در هنگام حمل و نقل

مراجع

مراجع

Aliasgarian, S., Ghassemzadeh, H. R., Moghaddam, M., & Ghaffari, H. (2015). Mechanical damage of strawberry during harvest & postharvest operations. Acta Technologica Agriculturae, 18, 1-5. https://doi.org/10.1515/ata-2015-0001.

دوره 25، شماره 89 - شماره پیاپی 89فروردین 1403صفحه 69-84

دوره 25، شماره 89 - شماره پیاپی 89
فروردین 1403
صفحه 69-84