当前位置:主页 > 科技论文 > 机械论文 >

生物质燃料压缩机结构参数设计及优化

发布时间:2018-03-01 15:06

  本文关键词: 生物质燃料 优化设计 粒子群算法 有限元分析 出处:《山东理工大学》2012年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:生物质经压缩作为燃料是具有广阔应用前景的绿色能源。传统生物质压缩机多采用液压式成型技术,价格较昂贵,并且容易造成泄漏,污染环境,因此不能满足市场小型化、批量化、低成本的需求。而机械连杆式压缩机具有体积小,结构简单,维护方便等优点,能够适应小型化、可移动性等市场要求。 本文结合多输入单输出技术,提出一种新型连杆式生物质燃料压缩机,从构型设计、运动学分析、静力学分析、运动仿真分析及有限元分析等方面,对压缩机进行研究。具体研究内容和创新成果如下: 1)提出一种新型连杆式生物质燃料压缩机结构。在分析生物质成型特性基础上,提出生物质燃料压缩机设计目标;通过对两种新型多输入单输出方案的分析比较,确定以电动推杆做动力源、对称连杆做增力机构的新型压缩机方案;对对称连杆机构进行运动学与静力学分析,得到机构的输入与输出关系表达式,并用MATLAB软件分析各参数对机构性能影响,为机构参数优化提供依据。 2)引入新型粒子群优化算法对生物质燃料压缩机进行参数优化设计。通过建立机构的增力比及杆件动载荷系数模型,以冲压过程中机械增益尽可能大、各杆承受载荷尽可能小为目标,选择操作简单、优化速度快的粒子群算法作为本课题的优化算法。利用MATLAB软件编写控制算法自动运行程序,对机构进行最优化设计,确定合理的机构参数,并验证优化结果,为机构参数优化提供一种新的思路。 3)完成生物质燃料压缩机性能分析。通过ADMAS软件,对机构进行运动学仿真,分析生物质压缩机的运动特性;为提高整机强度及稳定性,利用ANSYS软件,对连杆、机架及其他重要零件进行有限元静态分析,根据机架及零件的强度条件,提出修改方案,确定各构件外形结构。最终通过理论分析与ADMAS仿真确定生物质燃料压缩机的技术参数。 仿真结果表明,与现有生物质燃料压缩机相比,新型连杆式生物质燃料压缩机具有节能环保、轻便可靠的优点,是一项值得推广的技术。
[Abstract]:Biomass compression as fuel is a green energy with broad application prospects. Traditional biomass compressors use hydraulic molding technology, which is expensive and easy to leak and pollute the environment, so it can not meet the market miniaturization. The mechanical connecting rod compressor has the advantages of small volume, simple structure and convenient maintenance, which can meet the market requirements of miniaturization and mobility. In this paper, a new type of connecting rod biomass fuel compressor is proposed, which includes configuration design, kinematics analysis, statics analysis, motion simulation analysis and finite element analysis. Research on compressor. Specific research contents and innovative results are as follows:. 1) A new type of connecting rod biomass fuel compressor structure is proposed. Based on the analysis of biomass briquetting characteristics, the design goal of biomass fuel compressor is put forward, and two new multi-input single-output schemes are analyzed and compared. A new compressor scheme with electric push rod as power source and symmetrical connecting rod as force booster mechanism is determined, and the kinematics and statics analysis of symmetrical linkage mechanism is carried out, and the expression of input and output relationship of the mechanism is obtained. The influence of each parameter on the mechanism performance is analyzed by MATLAB software, which provides the basis for the optimization of the mechanism parameters. 2) introducing new particle swarm optimization (PSO) algorithm to optimize the parameters of biomass fuel compressor. By establishing the force ratio of the mechanism and the dynamic load coefficient model of the rod, the mechanical gain is as large as possible during the stamping process. The aim of each pole is to keep the load as small as possible, and the particle swarm optimization algorithm, which is simple in operation and fast in optimization, is chosen as the optimization algorithm in this paper. The automatic running program of the control algorithm is written by MATLAB software, and the optimal design of the mechanism is carried out. The reasonable mechanism parameters are determined and the optimization results are verified, which provides a new way of thinking for the mechanism parameter optimization. 3) complete the performance analysis of biomass compressor. Through the ADMAS software, the kinematics simulation of the mechanism is carried out, and the kinematic characteristics of the biomass compressor are analyzed. In order to improve the strength and stability of the whole machine, the connecting rod is analyzed by using the ANSYS software. The finite element static analysis of frame and other important parts is carried out. According to the strength conditions of the frame and parts, the modification scheme is put forward to determine the shape and structure of each component. Finally, the technical parameters of biomass fuel compressor are determined by theoretical analysis and ADMAS simulation. The simulation results show that, compared with the existing biomass fuel compressor, the new connecting rod biomass fuel compressor has the advantages of energy saving, environmental protection, portability and reliability, and is a technology worth popularizing.
【学位授予单位】:山东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH112

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 张景瑞;王珩;;基于粒子群算法的航天器控制参数优化设计[J];北京理工大学学报;2010年04期

2 阮卫平;胡建国;孙友松;;伺服机械压力机传动方案分析[J];锻压技术;2010年04期

3 莫健华;郑加坤;古晳伸裕;吕言;;伺服压力机的发展现状及其应用[J];锻压装备与制造技术;2007年05期

4 苏敏;王隆太;;几种伺服压力机传动结构方案的分析与比较[J];锻压装备与制造技术;2008年05期

5 王玉山;;伺服机械压力机发展状况[J];锻压装备与制造技术;2010年01期

6 程永奇;张贵成;李建平;孙友松;张鹏;胡建国;;伺服压力机传动机构有限元分析[J];锻压装备与制造技术;2010年06期

7 陈乃超;冯巧波;任建兴;武永军;;生物质电厂燃料成型设备的技术现状[J];上海电力学院学报;2010年03期

8 张力重;林红旗;;交流伺服电机驱动机械式压力机的发展[J];装备制造技术;2007年03期

9 白炜;胡建军;雷廷宙;师新广;杨占农;;秸秆颗粒冷态压缩成型实验研究及回归分析[J];河南科学;2009年06期

10 张利彪,周春光,马铭,刘小华;基于粒子群算法求解多目标优化问题[J];计算机研究与发展;2004年07期

相关博士学位论文 前1条

1 张丽平;粒子群优化算法的理论及实践[D];浙江大学;2005年

相关硕士学位论文 前8条

1 曾世开;粒子群和群搜索混合优化算法研究及其在杆系结构设计中的应用[D];广东工业大学;2011年

2 翁伟;HPB-Ⅳ型液压式生物质(秸秆)成型机的设计及试验研究[D];河南农业大学;2006年

3 李明华;基于微粒群算法的污水管道优化系统研究[D];苏州大学;2008年

4 熊心元;重载设备冗余驱动关键技术研究[D];河北工业大学;2007年

5 付继祥;双肘杆伺服压力机样机设计与动态性能分析[D];上海交通大学;2009年

6 王德元;生物质能利用系统综合评价研究[D];华中科技大学;2008年

7 刘超;基于ANSYS的生物质成型流变规律及进料螺杆模态特性研究[D];山东大学;2010年

8 杨益;基于串联组合增力机构的工业机械手可重构气动夹持装置[D];苏州大学;2010年



本文编号:1552434

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/1552434.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户9fc14***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com