بررسی آزمایشی, تخلیلی و عددی پدیدهکوفتگی در سیب درختی

سیب درختی یکی از عمده ترین محصولات باغی ایران است که در سال 1390 میزان تولید آن به 9/2 میلیون تن رسیده است و جایگاه چهارم دنیا را به ایران اختصاص داده است. متاسفانه علیرغم این جایگاه فوق العاده در تولید جهانی از لحاظ صادرات، ایران در رتبه بیست و نهم جهانی قرار گرفته است. در این میان مهمترین علت کاهش کیفیت سیب های تولیدی ایران آسیب کوفتگی وارد به این محصول است. از این رو هدف از این پژوهش بررسی آزمایشی، تحلیلی و عددی پدیده کوفتگی سیب های صادراتی ایران به منظور توسعه یک روش دقیق و غیرمخرب برای پیش بینی میزان آسیب دیدگی میوه ی سیب تحت بارگذاری ضربه ای و ایستا در طول فرآیند هایی مانند، حمل و نقل، درجه بندی و بسته بندی می باشد. برای دستیابی به این روش ابتدا خواص فیزیکی و مکانیکی سه رقم سیب صادراتی ایران شامل گلدن دلیشز، رد دلیشز و گرانی اسمیت به منظور تهیه داده های ورودی مورد نیاز در بررسی تحلیلی (تحلیل با استفاده از تئوری هرتز) و عددی (شبیه سازی در نرم افزار ansys) اندازه گیری شد. سپس بررسی آزمایشی کوفتگی سیب های مورد مطالعه به صورت بارگذاری ضربه ای با استفاده از تکنیک سقوط آزاد بر روی میز تست ضربه و بارگذاری شبه ایستا با استفاده از دستگاه اینسترون انجام شد و 24 ساعت پس از آن مقادیر سطح و حجم کوفتگی ایجاد شده در بافت سیب ها اندازه گیری شد. در ادامه با توجه به این که نتایج حاصل از بارگذاری شبه ایستا نشان داد که این نوع بارگذاری در 14 روز اول پس از برداشت در ایجاد کوفتگی بر روی سیب های مورد مطالعه بی تاثیر است، تنها بارگذاری ضربه ای سیب ها به صورت تحلیلی و شبیه سازی عددی نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از بررسی تحلیلی پدیده کوفتگی سیب های درختی با استفاده از تئوری هرتز نشان داد که تفاوت زیادی بین مقادیر محاسبه شده از تئوری هرتز و میزان کوفتگی ایجاد شده در آزمایش ها وجود دارد که عمده ترین دلیل آن برابر قرار دادن مساحت سطح تماس با میزان سطح کوفتگی ایجاد شده در سیب ها می باشد. اما در مقابل میزان سطح کوفتگی به دست آمده از شبیه سازی عددی سیب های درختی مورد مطالعه در نرم افزار ansys ver.12 تنها 10 تا 20 درصد بیش تر از نتایج حاصل از آزمایش ها بود. کاهش این اختلاف به دلیل معادل قرار دادن سطح کوفتگی با بخشی از سطح تماس است که تنشی بالاتر از تنش تسلیم بافت سیب را تجربه می کند. در انتها در مقایسه نتایج حاصل از بررسی آزمایشی، تحلیلی و عددی پدیده کوفتگی سیب های درختی مورد مطالعه، با افزایش میزان ارتفاع سقوط میزان اختلاف موجود بین نتایج حاصل از تئوری هرتز و شبیه سازی عددی با نتایج حاصل از آزمایش های عملی کاهش یافت اما شبیه سازی عددی در نرم افزارansys با ارائه نتایجی بسیار نزدیک با آزمایش های عملی به عنوان روشی مناسب و غیر مخرب به جهت پیش بینی میزان کوفتگی سیب های درختی توصیه گردید.