بررسی کوفتگی ارتعاشی سیب در فرآیند حمل و نقل
چکیده
ارتعاشات حمل و نقل اثر قابل توجهی بر روی صدمات وارده بر محصولات کشاورزی مانند سیب دارد. از این رو در این پژوهش، کوفتگی ارتعاشی سیب در شرایط حمل و نقل جاده ای کشور بررسی گردید. برای اعمال ارتعاشات کنترل شده، ابتدا یک دستگاه شبیه ساز ارتعاش آزمایشگاهی طراحی و ساخته شد. از سه سطح پرتکرار شتاب و فرکانس، در کف کامیون های حمل میوه در جاده های ایران، برای شبیه سازی شرایط ارتعاشی جاده استفاده گردید. در مرحله اول اثر پارامترهای ارتعاشی جاده شامل فرکانس ارتعاش و شتاب ارتعاش، و خصوصیات فیزیکی و مکانیکی میوه شامل جرم ، شعاع انحناء در محل برخورد و سفتی آکوستیکی بر روی میزان آسیب پذیری سیب بررسی شد. در مرحله دوم با قرار دادن میوه های آسیب پذیر در معرض 9 ترکیب مختلف از سه سطح فرکانس و سه سطح شتاب، آسیب زننده ترین ترکیب ارتعاشی مشخص گردید. در مرحله سوم با استفاده از آسیب پذیرترین سیب ها و آسیب زننده ترین ترکیب ارتعاشی و در چهار بازه زمانی 15، 30، 45 و60 دقیقه، اولا میزان آسیب وارده بر میوه ها در چهار نوع سامانه بسته بندی شامل، سه لایه بدون حفاظ، سه لایه با حفاظ مرسوم کاغذی و درپوش جعبه، سه لایه با حفاظ پلاستیکی کیسه ای و درپوش جعبه و دو لایه با حفاظ مرسوم کاغذی و درپوش جعبه مطالعه شد، ثانیا مسافت مجاز حمل و نقل این سامانه ها در جاده های ایران مشخص گردید. در مرحله چهارم با اعمال شرایط ارتعاشی مرحله سوم، و با استفاده از دو عدد سنسور شتاب سنج سه جهته نوع 335adxl، اثر سامانه های بسته بندی در پاسخ ارتعاشی میوه ها، با آنالیز شکل و دامنه موج ارتعاشی، چگالی طیفی توان (psd)، ریشه میانگین مربعات شتاب(rms) و تراکم ارتعاش (vdv) مطالعه گردید. در مرحله پنجم یک مدل پیش بینی برای حجم کوفتگی سیب در شرایط حمل و نقل جاده ای، با استفاده از تکنیک شبکه عصبی مصنوعی (ann) توسعه داده شد. انتخاب مدل بهینه بر اساس مقادیر ریشه میانگین مربعات خطا (rmse)، متوسط درصد خطای مطلق (mape) و ضریب همبستگی (r²) انجام گرفت. نتایج نشان داد که اثر فرکانس ارتعاش، شتاب ارتعاش و جرم میوه، و اثر شعاع انحناء و سفتی آکوستیکی به ترتیب در سطح احتمال 1% و 5% بر روی میزان آسیب پذیری سیب در شرایط حمل و نقل جاده ای معنی دار می باشند. همچنین ترکیب ارتعاشی 12.5 هرتز و 0.7 جی بیشترین آسیب را به سیبها وارد نمود. در هر چهار نوع سامانه بسته بندی افزایش زمان ارتعاش از 30 دقیقه به 45 دقیقه باعث جهش قابل توجهی در درصد میوه های آسیب دیده گردید، کمترین مقدار این جهش در سامانه بسته بندی با حفاظ پلاستیکی و برابر با 5% بود. حداکثر مسافت مجاز حمل میوه در هیچکدام از سامانه های بسته بندی بیشتر از 750 کیلومتر بدست نیامد. سامانه بسته بندی پلاستیکی نسبت به سامانه بسته بندی مرسوم توانست مقدار تراکم ارتعاش موثر (effvdv) را در لایه اول و سوم جعبه به ترتیب 31.6% و 19.4% کاهش دهد. مقدار این کاهش برای (effrms) به ترتیب برابر با 12.3% و 8.4% بود. مدل پیش بینی با ساختار 1-7-5، نرخ یادگیری 0.5 و اندازه حرکت 0.3 به عنوان مناسبترین مدل پیش بینی تشخیص داده شد.