果树固有特性及其振动响应的试验研究开题报告

1. 研究目的与意义

林果采收振动系统动态特性研究可通过动力学建模和实验分析两种手段获得。

为了提高振动系统的采收效率和果实的采净率，国外已逐步深入对动态特性参数与振动传递的实验研究。

目前国内林果机械化采收技术日趋成熟，但振动系统动态特性的研究仍处于起步阶段。

2. 国内外研究现状分析

国内外研究林果采收振动系统主要通过动力学建模和振动试验研究手段获得，国外对此开展了相关的基础研究。在果树建模这一块，具体研究有：建立了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，得到了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。在实验分析这一块，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；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。目前国外不仅机械化采收技术研究成熟，并且对激振参数影响果树的动态响应研究也十分积极。

国内对果树建模和振动响应，具体研究有：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：（1）研究不同树形果树固有特性、模态振型； （2）研究激振主干与树干、树枝各点的位移、加速度响应关系； （3）研究共振激振与果树位移、加速度响应关系。

计划：2月19日至2月25日 收集资料、文献；撰写开题报告；

2月26日至3月11日 熟悉课题、查看资料、确定总体结构方案和测试方案设计；

4. 研究创新点

特色：细化研究激振能量在树干处的动态响应特性，以及振动响应与激振频率的具体关系及其原因。

创新点：通过室内试验研究果树的固有特性，分析果树不同测点的位移、加速度响应的异同，为深入研究林果振动采收机理以及实际振动采收时提供一定的理论基础。