تحلیل نیرویی جعبه های حمل میوه با استفاده از روش شبیه سازی عددی المانهای مجزا (dem)

امروزه علیرغم وجود روشها و ابزار پیشرفته حمل و نقل و نگهداری میوه و سبزیجات؛ یکی از روش های متداول حمل و نقل و نگهداری میوه استفاده از جعبه های مخصوص حمل و نقل میوه می باشد که به صورت گسترده در صنعت و بازار مورد استفاده می باشد. محصول انباشته شده درون این جعبه ها بر اثر نیروها وتنش های ناشی از انباشتگی، طول مدت انبارداری، تهویه نامطلوب درون جعبه و دیگر عوامل در معرض آسیب دیدگی و خرابی می باشند. در تحقیق حاضر برای بررسی و تحلیل این نیروها در کف جعبه از روش شبیه سازی المانهای مجزا (dem) استفاده گردید. در این روش دانه ها با شکل چند کره ای درون جعبه های مستطیل مربعی مدل سازی می شوند و بر اثر نیروی ثقل در جعبه انباشته می گردند. نیروهای وارد بر دانه ها در کف جعبه استخراج شده و در قالب مشخصه های نیرویی مختلف ارزیابی گردیدند. در این تحقیق اثرات شکل جعبه (ابعاد جعبه)، ضریب اصطکاک دانه ها با همدیگر و با جعبه، شکل دانه، ضریب میرایی و درصد پرشدگی جعبه بر مشخصه های نیرویی شامل انحراف از معیار نیروهای وارد بر دانه ها، میانگین نیرو، بیشینه نیرو و تخلخل محصول درون جعبه مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایشات شبیه سازی شده در 4 حالت شکل دانه (تک کره ای، جفت کره ای با همپوشانی 95، 50 و 5 درصد)؛ هر حالت شکل دانه چهار تکرار با ضریب اصطکاک متفاوت (1/0، 5/0، 0/1، 5/1) و در هر تکرار 5 حالت شکل جعبه (نسبت طول به عرض 1/1، 9/1، 7/2، 8/4 و 6/5) انجام گرفتند. نتایج نشان دادند که در دانه های کروی ابعاد جعبه بر مشخصه های نیرویی تاثیری ندارند. در دانه های غیر کروی باریک شدن جعبه باعث افزایش با شیب کم در انحراف از معیار و بیشینه نیرو گردیدند ولی در میانگین نیروها اثر کاهشی داشتند. در دانه های کروی افزایش اصطکاک باعث افزایش مشخصه های انحراف از معیار، میانگین نیروها و بیشینه نیرو شد که حاکی از نامطلوب بودن شرایط نیرویی در کف جعبه دارد. در دانه های کشیده افزایش اصطکاک باعث انتقال بخشی از بار محصول به واسطه پدیده گرفتگی محصول و پل زدن محصول، به دیواره می گردد. دانه های غیر کروی در اصطکاک پایین انحراف از معیار بالایی دارند و میانگین نیز بالاست که باعث لهیدگی محصول در کف جعبه می گردد. نتایج درصد پرشدگی جعبه نشان دادند که روند افزایش مشخصه های نیرویی با افزایش ارتفاع روندی خطی است و همچنین در دانه های کروی و دارای سطح صاف افزایش ارتفاع باعث اثرات نامطلوب بر لایه های زیرین می گردد.