温州ミカンを対象とした果実-結果枝系の振動特性(第2報) : 系に働く作用力と運動安定判別に関する実験的考察(農業工学)
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概要
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本報では, 温州ミカンを想定した果実-結果枝系モデルを供試し, 比較的大きな振幅に対する系の挙動特性と離層に生ずる作用力の変動を明らかにした。さらに, 系の運動の安定又は不安定の領域, 及びその両者の場合の離脱に対する効果について実験的考察を行い, 第1報における理論的な考察結果と比較し, 検討した。1) 実験のために作製した果実-結果枝系モデルは, その上・下2つの支点における曲げ定数を, 実際の温州ミカン果実-結果枝系の曲げ定数に近似することができた。したがって, 実際の温州ミカンの動特性を明らかにする実験に, このモデル系を代用することができた。2) 果実-結果枝系の運動が安定な範囲では, 加振振幅の増加に比例して, 離層に生じる各種力及びモーメントの値は増大し, また平面及びねじり運動共に, 共振する振動数が徐々に低くなる。系の運動が不安定な範囲では, 離層に働く作用力の大きさはまちまちであるが, 特に果梗軸(z軸)方向の力は, 加振振幅の大小に関係なく一定の値に収束する傾向が認められた。3) 第1報で報告した, 温州ミカンを対象とする果実-結果枝系の理論的な運動安定判別線は, 今回の実験結果からもほぼ正しいことが実証された。4) 果実を振動収穫するには, 単発的ではあるが大きな衝撃力によって果実を落させる方法と, 力の絶対量はさほど大きくなくても, 正確に繰返される繰返し力によって短時間内に果実を離脱させる方法がある。果梗に作用するz軸方向の力の一定加振時間における極値及び振幅頻度分布から, 果実が離脱するのに必要な力が確保される度数の総頻度数に対する百分率を求めた。その結果, 系の運動を極端に不安定化し, 希に発生する大きな力に依存して果実を離脱させるよりも, 運動を安定に保つか, あるいは安定と不安定の境界となるような振動数, 振幅を選択して果実を離脱させる方が, 離脱効果の観点からも有利であると判断される。
- 神戸大学の論文
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