禽蛋裂纹检测敲击装置力学分析与结构优化

张世庆 戴其俊 孙 力 蔡健荣 周青倩 周小力

(1.江苏大学机械工程学院， 镇江 212013； 2.江苏大学食品与生物工程学院， 镇江 212013)

禽蛋裂纹检测敲击装置力学分析与结构优化

张世庆1戴其俊1孙 力2蔡健荣2周青倩2周小力2

(1.江苏大学机械工程学院， 镇江 212013； 2.江苏大学食品与生物工程学院， 镇江 212013)

为了增强敲击响应信号对禽蛋蛋壳裂纹信息的感知能力，提高禽蛋裂纹检测的准确性，分析了敲击装置的力学模型，并以此为依据优化设计激励棒的结构参数和检测条件。力学分析发现，禽蛋的激振力脉冲形态与激励棒质量、棒头刚度和敲击速度有关；优化后的激励棒质量应小于5.6 g，棒头采用尼龙材质；建立了冲击力能量与激励棒质量和敲击速度之间的相互关系，并建立了瞬态冲击过程的数学模型。试验结果表明，优化后激励棒对完好蛋激振力脉冲的稳定性较好，与所建立数学模型的相关系数均达到0.92以上；产生的力信号频带能覆盖禽蛋固有频率且具有足够的激振能量，有利于提高完好蛋与裂纹蛋的可区分性和响应信号的信噪比。

蛋壳裂纹； 瞬态冲击； 力学分析； 结构优化； 函数化描述

引言

禽蛋蛋壳裂纹容易导致内容物因细菌侵入而腐败变质，引发食品安全问题，因此禽蛋裂纹智能检测至关重要。

目前国内外学者对蛋壳裂纹检测进行了大量研究，其中以敲击振动响应分析方法为主。文献[1-4]利用数字信号处理方法对响应信号的滤波及特征提取进……