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本文以新疆特色水果库尔勒香梨为研究对象,采用压力感压胶片技术测量了香梨在不同高度跌落与不同接触材料碰撞时的接触应力分布,探讨了接触应力的Hertz公式计算的适用性,并通过确定的香梨碰撞接触应力分布面积与其损伤面积的关系,实现了香梨碰撞损伤有限元模拟的精确预测,为香梨作业机械机具和包装结构的防损设计提供了理论依据。研究中主要得出下列结论:(1)通过香梨的跌落碰撞试验,测试分析了香梨在不同高度跌落与钢板、橡胶板、HDPE板、瓦楞纸板和香梨碰撞时的损伤面积变化规律及损伤阈限,并采用压力感压胶片测量了香梨的接触应力分布,确定了接触应力面积与损伤面积的关系。结果表明,香梨与各接触材料碰撞时,损伤面积随跌落高度变化呈指数关系式变化(R2≥0.90)。香梨的损伤阈限,即临界损伤高度从低至高依次为钢板、香梨、橡胶板、HDPE板和瓦楞纸板。香梨与钢板、橡胶板、HDPE板以及香梨跌落碰撞时,总应力面积与损伤面积最接近,平均相对误差分别为4.84%、1.83%、3.21%、6.38%;但是香梨碰撞瓦楞纸板时,>0.2MPa范围的应力面积与损伤面积最接近,平均相对误差为6.81%。(2)对香梨与不同接触材料碰撞时的接触应力分布面积的Hertz公式计算值和感压胶片测量值进行了比较分析,结果表明,香梨与钢板、橡胶板、HDPE板在低高度跌落碰撞时,Hertz公式计算值与感压胶片测量值吻合一致,可适用于香梨碰撞接触应力面积的计算;当跌落高度增加时,Hertz公式计算值误差变大。香梨与瓦楞纸板在较低高度碰撞时,接触应力面积的Hertz公式计算值与感压胶片测量值的偏差较大,不适用于香梨碰撞接触应力面积的计算,但跌落高度超过瓦楞纸板缓冲性能极限后,香梨的接触应力面积理论计算值开始接近测试值。香梨与香梨碰撞,在测试的跌落高度范围内,香梨间的碰撞主要表现为弹性变形,未发生严重的塑性变形,因而Hertz公式计算值较为接近感压胶片测量值。(3)根据香梨接触应力面积与损伤面积的关系,对香梨与不同接触材料跌落碰撞进行有限元模拟和损伤预测,结果表明,有限元法可以较为准确预测香梨的碰撞损伤面积,预测值通常都要略高于实际损伤面积。与钢板、橡胶板、HDPE板和香梨碰撞模拟时,损伤面积预测的平均相对误差率分别约为12.72%、6.33%、4.91%和5.62%;与瓦楞纸板模拟碰撞时,香梨损伤面积模拟预测平均相对误差率约为16.74%。