基于正交试验法的煤饼捣固工艺参数优化

发布时间：2017-05-05 15:17

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【摘要】：捣固炼焦技术自诞生以来,凭借其炼焦煤源广、焦炭质量高以及生产成本低等优点在世界范围内迅速得到推广。我国从上世纪90年代也开始重视该技术的应用和研究,但大多数研究资料都集中在煤料配比方面,关于捣固机械的研究还很少能够看到。 煤饼是直接受捣固锤冲击作用的部位,但至今仍没有合适的本构关系可以用来模拟煤饼内部应力的变化,而试验法研究的成本又过高。因此,这也导致了对捣固过程中煤槽的受力以及钢结构的载荷情况不够明确的现状。另一方面,国内捣固装煤车的设计基本还处在类比阶段,对捣固工艺参数和捣固性能之间的关系还不够清楚。这种现状显然不利于我国捣固技术的进一步发展。 因此,为了找到一种适用于煤饼捣固冲击计算的本构关系,并研究捣固工艺参数对捣固性能的影响规律,从而对捣固装煤车的工艺参数进行优化,本文进行了以下几个方面的研究： (1)在Duncan-Chang静力学模型的基础上,分析研究了其数值计算过程。并对其计算程序进行精简和改进,重新编写了模型的计算程序以使其符合煤饼捣固工况的动力学计算。 (2)对原始Duncan-Chang计算的煤饼捣固冲击结果进行分析研究,提出其计算的煤饼围压和泊松比的不合理之处。然后通过控制计算过程中参数的取值范围的方法对Duncan-Chang模型进行修正,得到了合理的计算结果。 (3)考虑到煤饼捣固属于平面应变问题的范畴,而Duncan-Chang模型忽略了中主应力对计算结果的影响。因此,本文综合评定了目前常用的几种考虑了中主应力的改进的Duncan-Chang模型,从中得到一种适用于捣固煤饼冲击计算的本构关系。 (4)根据国内外已有的捣固装煤车设计参数并结合实际工况,选取了合适的参数作为证交试验的指标和因素。设计了正交试验方案,并按照试验方案在ABAQUS平台上进行模拟计算。最后对各工艺参数对捣固效率和捣固功的影响进行了分析,选出了最优的捣固工艺参数。 通过本文的研究工作,得到了更加适合于煤饼捣固计算的改进的Duncan-Chang模型：明确了与捣固功有关的几个工艺参数对捣固效率的影响规律；得到了一组较优的捣固工艺参数组合形式。
【关键词】：捣固装煤车 正交试验 工艺参数 Duncan-Chang
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TQ520.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-20
• 1.1 课题的背景与研究意义9-11
• 1.1.1 课题的背景9-11
• 1.1.2 课题研究的意义11
• 1.2 课题相关领域的研究现状11-17
• 1.2.1 散料的本构关系概述及研究现状11-16
• 1.2.2 散料动力固结概述及研究现状16-17
• 1.3 正交试验设计方法概述17-18
• 1.3.1 试验设计方法17-18
• 1.3.2 正交试验设计方法的起源与发展18
• 1.4 本课题的研究内容18-20
• 2 煤饼捣固冲击的计算方法20-32
• 2.1 ABAQUS有限元平台及其材料子程序接口简介20-22
• 2.1.1 ABAQUS有限元分析软件简介20
• 2.1.2 用户材料子程序及其关键参数20-22
• 2.2 ABAQUS的材料非线性计算方法22-26
• 2.2.1 材料非线性的有限元法22-24
• 2.2.2 ABAQUS的非线性计算流程24-26
• 2.3 煤饼连续冲击的有限元模拟26-28
• 2.3.1 Duncan-Chang模型参数的确定26
• 2.3.2 捣固过程煤饼参数的变化26-27
• 2.3.3 ABAQUS中连续冲击的实现方法27-28
• 2.4 Duncan-Chang模型的动力化修正28-30
• 2.4.1 围压的修正28-29
• 2.4.2 切线泊松比的修正29-30
• 2.5 考虑中主应力的Duncan-Chang改进方法30-31
• 2.6 本章小结31-32
• 3 正交试验设计与模拟计算32-44
• 3.1 正交试验各参数的确定32-33
• 3.2 正交表的设计33-34
• 3.3 分析模型建立与计算34-43
• 3.3.1 捣固工况说明34-35
• 3.3.2 建立有限元模型35-40
• 3.3.3 计算结果40-43
• 3.4 本章小结43-44
• 4 结果分析与数据处理44-50
• 4.1 中主应力的三种修正方法计算结果分析44-45
• 4.2 煤饼下沉量与抬锤高度和锤重的关系分析45
• 4.3 正交试验结果整理与数据分析45-49
• 4.3.1 正交试验结果整理45-46
• 4.3.2 正交试验数据处理46-49
• 4.4 本章小结49-50
• 结论50-52
• 参考文献52-55
• 附录A 本文使用的材料模型部分代码55-60
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况60-61
• 致谢61-62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：346610