果树频谱特性及其振型的试验研究开题报告

1. 研究目的与意义

振动采收最基本的理论是振动能量传递到果枝上转变为果实的分离力，分离力大于果柄结合力，果实脱落。而树干处振动位移、加速度的响应特性直接影响着传递至果实处的能量，因而林果树干振动动态特性和对果树的固有特性的研究对提高采收效率和果实采净率具有重要意义,也为改善机械化作业条件、设计新型采收机械提供有力帮助，提升林果业的综合生产能力，提高农村经济的综合效益。

2. 国内外研究现状分析

在国外通过偏心块式激振器的作用来测试柑橘树枝不同测点处的受力和运动情况，结果认为树枝位移与树枝刚度、激振器偏心块质量以及激振力的大小和频率有关。研究果树在振动采收时的动力模型结构，建立偏心块式和曲柄滑块式振动采收机空载和工作时的能量方程以及由折算质量、弹性系数、动力阻尼系数构成的果树采收机振动系统，得到振动动力消耗以及振幅与激振高度的关系曲线，通过调节振动频率、振幅以及采收机质量等来优化采收机的设计，并且找到最佳激振位置点，使果树产生充分的瞬时位移，以达到最佳的果实分离率。应用惯性式树枝振动采收机在对银杏的实验过程中改变动态特性参数，如激振频率、振幅，也同样在对开心果的实验过程中综合考虑果实特征因素及果树特征参数对动态特性传递的影响以及采用两种不同激振方式(正弦式激振及冲击式激振)，通过加速度传感器测试树枝上不同测点单方向(与激振方向相同)的加速度响应，并比较两种激振方式下树枝的动态响应与振动能量传递，研究激振能量在树上的分布与分散。

在国内通过建立树木和树枝振动的简化力学模型，通过试验和理论计算对比认为悬臂直梁模型较为准确。对果实振动采收进行理论研究，建立振动采收时果实运动微分方程并导出惯性力表达式，研究振摇频率、振幅和抓取部位对果实惯性力的影响。根据云杉的形态特征，将云杉简化成一端固定、一端自由的横截面随高度成幂指数变化的均质弹性杆，将树干生长段和树冠的总质量简化成一个质量加于自由端，得到云杉自由振动的响应形式。应用偏心块式振动采收机对杉木采种进行研究。对银杏侧枝振动落果进行研究。对黑加仑进行振动采收和振动测试研究，分析各影响因素对黑加仑采收率及果枝激振力的影响，并采用步进式正弦激励研究黑加仑振动采收时果枝的运行规律

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：研究不同几何参数果树的固有频谱特性；研究不同几何参数果树的不同模态振型。

计划：（1）2月21日至2月28日收集资料、文献；撰写开题报告；（2）2月29日至3月6日熟悉课题、查看资料、确定总体结构方案和测试方案设计；（3）3月7日至4月16日完成机械结构设计，接受中期检查；（4）4月18日至5月29日完成全部设计任务，编写设计说明书；接受終期抽检；（5）5月30日至6月11日准备答辩；答辩。

4. 研究创新点