水果、蔬菜及谷物等在收获、加工、贮藏、包装和运输过程中存在着许多生物力学问题，包括果蔬的机械损伤以及防护措施等。生物力学的主要作用之一是应用有关理论、实验和计算方法，预测水果蔬菜在上述各个环节上的响应，为设计有关加工机械和加工工艺提供理论依据。而农产品的许多品质和种属特性可通过其基础物理特征和力学流变学性质来表示。国内外关于水果蔬菜的力学流变特性的研究较多，研究的水果蔬菜范围很广，包括苹果、梨、草莓、杨梅、水蜜桃、猕猴桃、桃子、西瓜、青刀豆等。马铃薯是最受欢迎最普遍的果蔬之一，为有效改进马铃薯品质，生产出适合特定加工类型的特定品种，需要有一定的理论依据和相应的数学指标作为指导。 本文选取五个品种的马铃薯块茎，由机器视觉系统获取图像，研究其基础物理特性；由WDW—5万能试验机获得力学数据，研究马铃薯块茎的力学流变学特性。目前，国内对马铃薯的研究只限于品种的栽培、改良，对熟马铃薯力学流变学性质的研究相关报道甚少。为研究马铃薯的口感的差异本论文对熟马铃薯的力学流变学性质也进行了研究。 由图像分析提取了马铃薯块茎的长、宽、高；计算了三轴平均径、高／长、宽／长和宽／高等形状尺寸，可用于品种分类。利用其形状物性参数结合淀粉含量、干物质含量采用多距离判别分析对各品种可否适合于炸片型、炸条型和出粉型等深加工类型进行了确定。 通过理论分析和试验研究相结合的方法，研究了马铃薯块茎圆柱形试样的力学流变学性质，即压缩力学特性、应力松弛特性，获得了弹性模量、压缩破坏能、压缩破坏应力、应力松弛特性指标如：Maxwell单元个数、松弛模量、松弛时间等；并对完整马铃薯进行了挤压破坏试验。建立了马铃薯流变学模型并进行理论分析。设计并研制了与万能试验机配套使用的非接触式变形测试装置，可用于不同形状尺寸的物料的动态图像摄取，并由此测量获得物料的泊松比。并用摄像头代替非接触式位移传感器测量了五个品种的马铃薯块茎三个不同部位的泊松比值。实现了农业物料泊松比测量方法的一次改进。 研究了马铃薯的取样区间及品种对马铃薯的压缩特性指标及松弛特性指标的影响，通过多项式回归建立了力学指标随品种、取样区间和蒸煮时间等影响因素变化的回归方程，用于预测和控制马铃薯在收获、贮藏、运输和加工过程中的机械损伤。 研究了熟马铃薯的流变学特性，获得了其流变学模型，试验证明熟马铃薯块茎的流变学模型可用三单元的Maxwell模型来表达，并获得了各松弛模量和松弛时间；研究了不同品种、取样区间和蒸煮时间对马铃薯块茎的力学流变学特性影响的因素，建立了回归方程，用于预测马铃薯的食用品质及进行食用品质评定。利用典型相关分析从细观组织结构、淀粉颗粒的大小和排列方式及其力学流变学特性指标分析了口感差异的主要原因。