مدل سازی و شبیه سازی صدمات مکانیکی ناشی از نقل و انتقال مکانیزه برای پیش بینی کوفتگی سیب با استفاده از روش المان گسسته و اعتبار سنجی تجربی مدل

صدمه کوفتگی ناشی از ضربه جزو انواع اصلی صدمات مکانیکی پس از برداشت میوه می باشد. از جمله روش های تعیین میزان کوفتگی در میوه ها، استفاده از مدل سازی و شبیه سازی می باشد. روش المان گسسته (discrete element method) یا dem یک روش عددی است که رفتار دینامیکی ذرات را در برخورد با یکدیگر مورد بررسی قرار می دهد. در توصیف یک برخورد داشتن مدل نیروی برخورد بین ذرات، ضروری است. مدل های نیروی برخورد کلید اصلی شبیه سازی به روش المان گسسته می باشند.در این پژوهش پارامترهای مدل نیروی برخورد نرمال (سفتی و مستهلک کننده) بر پایه مدل برخورد ویسکوالاستیک کوابارا و کونو محاسبه و اعتبار سنجی شد. اثرات عواملی مانند سرعت ضربه، شعاع انحنا و سفتی آکوستیک بر روی متغیر های ذکر شده ارزیابی گردید. در بحث نیروی مماسی، ضریب اصطکاک استاتیکی برای دو حالت میوه با میوه و میوه با چوب اندازه گیری شد. در مرحله بعد، مدل های پیش بینی کوفتگی تعیین شدند. در این مدل ها، انرژی برخورد یا بیشینه نیروی برخورد به عنوان متغیرهای مستقل و حجم کوفتگی به عنوان متغیر وابسته در نظر گرفته شد. علاوه بر این، خصوصیات میوه شامل سفتی، دما و شعاع انحناء نیز به عنوان متغیرهای مستقل در نظر گرفته شدند. برای شبیه سازی ارتعاش میوه ها برنامه ای در نرم افزار matlab نوشته شد و شرایط اولیه و سایر پارامترهای شبیه سازی در برنامه لحاظ گردید. مرحله بعد، کوفتگی میوه سیب بوسیله لرزاننده و در سطوح شتاب و فرکانسی مختلف اندازه گیری شد. سرانجام اعتبار مدل های کوفتگی از طریق برآورد حجم کوفتگی به وسیله شبیه سازی ارتعاش ناشی از حمل و نقل برای هر ذره، با در نظر گرفتن شرایط یکسان برای ذرات (تعداد ذره، دامنه و فرکانس ارتعاش، شعاع ذرات، ابعاد جعبه، سرعت اولیه ذرات و پارامترهای نیروی برخورد)، و مقایسه آن با کوفتگی واقعی حاصل از لرزاننده که در آزمایشگاه اندازه گیری شد، تعیین گردید. به طور کلی نتیجه گرفته شد که روش شبیه سازی dem می تواند رفتار میوه را در بررسی صدمات مکانیکی آن مورد مطالعه قرار دهد.