苹果切割刀具的有限元分析及切割方式研究

吴小华

张舒慧1

陈建军2

谭佐军2

(1. 华中农业大学工学院，湖北 武汉 430070；2. 华中农业大学理学院，湖北 武汉 430070)

苹果切割刀具的有限元分析及切割方式研究

吴小华1

张舒慧1

陈建军2

谭佐军2

(1. 华中农业大学工学院，湖北 武汉 430070；2. 华中农业大学理学院，湖北 武汉 430070)

切割方式会直接影响鲜切果蔬的质量。通过压缩试验测量富士苹果的杨氏弹性模量，建立果肉实体力学模型。通过Ansys-Workbench建立切割苹果的有限元模型，模拟在不同刀具形状、楔角、材料和切割速度下，果肉受到的最大弹性变形量和最大剪切力值。确定了适合于苹果切割的刀具形状为矩形，楔角为11°～15°，材料为45钢，同时切割速度越快，果肉受到变形和剪切力越大。该研究确定了切割苹果的方式，为工业切割果蔬提供了一定参考依据。

果蔬切割；有限元分析；切割方式；楔角

切割果蔬又称为轻度加工果蔬或半处理果蔬[1],由果蔬的采后清洗、去皮、切片或切割、修整、用塑料薄膜袋或外覆塑料膜包装等组成，具有新鲜、方便、营养、无公害等特点。果蔬的切割会使其受到机械损伤，而引发一系列不利于贮藏的生理生化反应，如乙烯产生加速、呼吸加快、酶促和非酶促褐变加快、组织变老等，也会使营养物质流出，同时使果蔬抵抗微生物的能力下降[2]，导致组织腐烂变质。因而切割果蔬产品必须保证组织新鲜、品质一致、无病害缺陷和颜色变化(如褐变)等，而达到此要求的关键是尽可能减少果蔬切割中受到的机械损伤。苹果是最常见的切割果蔬之一[3]。……