การตกกระแทกและการเสียหายเชิงกล

งานนำเสนอเรื่อง: "การตกกระแทกและการเสียหายเชิงกล"— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 การตกกระแทกและการเสียหายเชิงกล
ในการขนส่งผลผลิตการเกษตรนั้น จะต้องมีการคำนึงถึงการเสียหายของผลผลิต ซึ่งการเสียหายเหล่านี้อาจเกิดขึ้นได้ในทุกขั้นตอนของกระบวนการผลิต การจัดเก็บ รวมไปถึงการจัดจำหน่าย หากผลผลิตเกษตรถึงมือผู้บริโภคในลักษณะที่มีการเสียหาย เช่น มีรอยช้ำ รอยแตก บิดเบี้ยวเสียรูปทรง ก็อาจทำให้ผู้บริโภคตัดสินใจไม่เลือกซื้อสินค้านั้น ๆ อีกทั้งการเสียหายเหล่านี้ เป็นแหล่งเพาะสะสมแบคทีเรียและเชื้อ-ราเป็นอย่างดี หากไม่มีการจัดการที่ถูกต้องแล้ว ผลผลิตเกษตรที่อยู่ข้างเคียงอาจเสียหายตามมา ก่อให้เกิดการสูญเสียผลผลิต รายได้ และความน่าเชื่อถือของผู้ผลิต ผู้ขนส่ง และผู้จัดจำหน่ายตามลำดับ

2 การขนส่งกะหล่ำปลีจากแปลเพาะปลูกสู่ตลาดสดในจังหวัดเชียงใหม่ ซึ่งโอกาสเสี่ยงต่อการเสียหายของกะหล่ำปลีเนื่องจากการกดอัดได้

3 การเสียหายเชิงกลนั้น มีได้หลายรูปแบบ
การตกกระแทก การกดอัด การปริแตกโดยธรรมชาติเนื่องจากความดันเต่ง ฯลฯ

4 Quasi-static vs. dynamic loading

5 ภาระเกือบสถิตและพลวัต (Quasi-static v.s. dynamic loading)
เนื่องจากผักและผลไม้มีคุณสมบัติตามธรรมชาติแบบยืดหยุ่นหนืด คุณสมบัติเชิงกลเหล่านี้ค่อนข้างจะแตกต่างกันขณะถูกกระทำภายใต้ภาระเกือบสถิต และภาระแบบพลวัต Hyde (2004) ได้นิยามภาระเกือบสถิตว่าเป็นภาระที่มีอัตรากระทำ (loading rate) ต่ำกว่า 20 strains/sec ในขณะที่ภาระพลวัตนั้น ภาระกระทำจะมีอัตราสูงกว่า 20 strains/sec ณ อัตรากระทำที่ 20 stains/sec นี้เทียบเท่ากับอัตราเร็วภาระที่ 0.3 m/sec ซึ่ง อัตราเร็วนี้สมนัยกับการทดสอบปล่อยผลผลิตให้ตกในแนวดิ่งที่ความสูง (drop height) 4.6 mm ดังนั้นการทดสอบต่าง ๆ โดยใช้เครื่องมือทดสอบแบบ Universal tester อาจไม่สามารถจำลองการเสียหายของผลผลิตเกษตรอันเนื่องมาจากการการตกกระแทกซึ่งเป็นภาระพลวัตได้ เนื่องจากเครื่องมือทดสอบดังกล่าวมีข้อจำกัดของอัตราเร็วภาระสูงสุดอยู่ที่ประมาณ 0.02 m/s

6 จลนพลศาสตร์ (kinetics) และพลศาสตร์ (dynamics) ของการทดสอบกระแทกแบบต่าง ๆ.
ที่มา: Mohsenin, 1994.

7 วิธีทดสอบการกระแทกของผลไม้แบบต่าง ๆ. ที่มา: Mohsenin, 1994.

8 Physic of impact

9 ลดรูปการกระแทก m1>>m2 และ R2 

10 ตัวอย่างอุปกรณ์ทดสอบและการประยุกต์ใช้แนวคิดการตก กระแทก
ตัวอย่างอุปกรณ์ทดสอบและการประยุกต์ใช้แนวคิดการตก กระแทก Instrumented sphere (I.S.) เป็นอุปกรณ์ทดสอบหาความเร่งในการตกกระแทก ลักษณะของ I.S. จะเป็นทรงกลมปิดผนึก ภายในบรรจุด้วยเซ็นเซอร์วัดความเร่งและอุปกรณ์บันทึกข้อมูลเมื่อเกิดการชนหรือกระแทก

11 ตัวอย่างอุปกรณ์ทดสอบและการประยุกต์ใช้แนวคิดการตก กระแทก
ตัวอย่างอุปกรณ์ทดสอบและการประยุกต์ใช้แนวคิดการตก กระแทก Instrumented pendulum (I.P.) เป็นอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นโดยใช้หลักการของเพ็นดูลัม พื้นฐานของการคำนวณเพ็มดูลัมเพื่อการตกกระแทกจะใช้กฎทรงพลังงาน (law of energy conservation) เพื่อจำลองหาความเร็วในการตกกระทบ (approaching velocity) ของตัวเพ็นดูลัมกับผลผลิตตัวอย่างที่ศึกษาอยู่

12 การทดสอบกระแทกแบบ Paired Increasing-Height Multiple-Impacts ของแอปเปิล.
ที่มา: Hyde, 2004.

13 การประยุกต์ใช้ Instrumented sphere

14 การประยุกต์ใช้ Instrumented sphere

15 การประยุกต์ใช้ Instrumented sphere

16 ที่มา: นิคมและพินันชัย. 2546.
ซ้าย-เพ็นดูลัมทดสอบการตกกระแทกเพื่อการตัดสับปะรดและ ขวา-การวางตัวอย่างทดสอบ. ที่มา: นิคมและพินันชัย

17 Tissue sample pendulum เป็นเพ็นดูลัมที่ใช้ทดสอบการกระแทกของผลผลิตเกษตรโดยการทดสอบเนื้อเยื่อตัวอย่างทรงกระ-บอกแทนการทดสอบด้วยผลผลิตทั้งชิ้น Tissue sample pendulum สำหรับทดสอบผลผลิตเกษตร. ที่มา: Bajema et al., 2000 และ Hyde, 2004.

18 ตัวอย่างการเสียหายเชิงกล
รอยช้ำของแอปเปิลเนื่องมาจากการกดอัด. ที่มา: Varith, 2001.

19 แผนภูมิการจำแนกการเสียหายของมันฝรั่งเนื่องจากถูกกระทำด้วยภาระเชิงกล.
ที่มา: Hughes 1980.