Vibration Characteristics of the Fruit and Vegetables during Transportation (I) - Vibration Charateristics of the Pear by Experimental Analysis -

유통중 청과물의 진동 특성 연구 (I) - 실험적 해석에 의한 배의 진동특성 -

Fruit and vegetables are subjected to complex dynamic stresses in the transportation environment. During a long journey from the production area to markets, there is always some degree of vibration present. Vibration inputs are transmitted from the vehicle through the packaging to the fruit. Inside, these cause sustained bouncing of fruits against each other and container wall. These steady state vibration input may cause serious fruit injury, and this damage is particularly severe whenever the fruit inside the package is free to bounce, and is vibrated at its resonance frequency. The determination of the resonance frequencies of the fruit and vegetables may help the packaging designer to determine the proper packaging system providing adequate protection for the fruit, and to understand the complex interaction between the components of fruit when they relate to expected transportation vibration inputs. Instrumentation and technologies are described for determining the vibration response characteristics of the fruits with frequency range 3 to 150 Hz. The computer program for controlling the vibration exciter and the function generator and for measuring the vibration response characteristics of the fruits was developed. The resonance frequency of the pear ranged from 64.5 to 72.2 Hz and the amplitude at resonance was between 1.78 and 2.21 G-rms. The resonance frequency and amplitude at resonance decreased with the increase of the sample mass, and they were slightly affected by mechanical properties such as bioyield deformation and rupture deformation. Regression analysis was performed among the relatively high correlated parameters from the results of correlation coefficient analysis.

본 연구에서는 청과물 포장설계시 중요한 자료가 되는 청과물의 공진 주파수 및 정점가속도 등의 진동특성을 분석하기 위하여 실험적 방법을 적용하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 청과물의 진동특성을 분석할 수 있는 실험장치를 구성하였으며, 장치의 제어와 계측을 위한 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 2. 공시된 배의 공진 주파수는 약 64.5~72.2Hz 범위이었으며, 정점가속도는 약 1.78~2.21G-rms 범위이었다. 3. 공시된 배의 공진 주파수 및 정점 가속도는 배의 질량과 체적이 증가함에 따라 감소하는 것으로 판단되었다. 4. 배의 공진 주파수 및 정점 가속도와 기계적 특성들간에는 생물체항복변형량(BD) 및 극한변형량(RD)을 제외하고는 상관관계가 매우 낮은 것으로 분석되었다. 5. 본 실험의 목적은 과실의 공진 주파수를 구명하는 것으로 이 결과는 배의 운송 시 차량의 입력주파수와 배의 공진 주파수가 일치되어 공진으로 급격하게 가속도가 증가되는 것을 방지함으로써 충격에 의한 손상을 줄이는데 활용될 수 있을 것이다.