棉秆去皮方法研究及挤压揉搓疏解剥皮机的研制

发布时间：2023-06-02 22:18

　　棉秆重组材是以棉秆为原料,经疏解、剥皮后得到轴向不断裂、横向松散而又交织相连的棉秆束,再通过干燥、施胶、铺装、热压等一系列工序后形成的一种新型人造板材。但是,采用人工操作的剥皮工序,严重制约了棉秆重组材加工的机械化水平。本文从棉秆的结构特点、力学特性着手,进行去皮的理论分析与试验研究,并以此为基础开发棉秆挤压揉搓疏解剥皮机,提高生产效率,促进生物质资源有效利用。本文的主要研究内容与结果如下:(1)疏解棉秆建模与力学特性测试。为了分析疏解棉秆在机械剥皮状态中的形态变化,探索剥皮机理,将疏解棉秆简化成由木质部与韧皮部构成的长方体复合材料,以棉秆中部为研究对象,根据横观各向同性材料的特性,采用径向压缩、轴向拉伸、三点弯曲试验与复合材料力学理论计算得到木质部与韧皮部力学模型的全部弹性参数。试验结果表明:径向弹性模量分别为118.07MPa、127.71MPa,轴向弹性模量分别为1921.36MPa、1964.53MPa,同性面泊松比均为0.3,同性面剪切模量分别为45.41MPa、49.12MPa,异性面弯剪模量分别为33.09MPa、29.66MPa,异性面泊松比分别小于0.0793、0.0...

【文章页数】：150 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 疏解棉秆的基本介绍
    1.3 国内外研究进展
        1.3.1 农作物秸秆特性研究进展
        1.3.2 农作物秸秆剥皮机理研究进展
        1.3.3 农作物秸秆剥皮设备研究进展
    1.4 研究内容
    1.5 技术路线
第二章 疏解棉秆建模与力学特性测试
    2.1 引言
    2.2 疏解棉秆力学建模的理论分析
        2.2.1 棉秆的几何模型
        2.2.2 求解模型
        2.2.3 棉秆的力学性能
    2.3 力学性能试验
        2.3.1 试验材料
        2.3.2 试验设备
        2.3.3 试验方法
        2.3.4 试验结果
    2.4 力学参数测试结果
        2.4.1 木质部与韧皮部的力学参数
        2.4.2 讨论
    2.5 本章小结
第三章 棉秆挤压剥皮剪切力学特性试验
    3.1 引言
    3.2 棉秆剥皮试验台设计
        3.2.1 机械系统
        3.2.2 测控系统
        3.2.3 试验台总成
    3.3 试验材料与方法
        3.3.1 试验材料
        3.3.2 试验设备
        3.3.3 试验方法
        3.3.4 试验设计
    3.4 试验结果与分析
        3.4.1 中心组合试验
        3.4.2 皮附着长度单因素试验
        3.4.3 泡水软化棉秆和新鲜棉秆的比较试验
        3.4.4 讨论
    3.5 挤压剥皮状态下的结合界面
    3.6 本章小结
第四章 挤压揉搓机构的设计及动态仿真
    4.1 引言
    4.2 挤压揉搓机构的设计
        4.2.1 机构原理及总体设计
        4.2.2 作业辊的设计
        4.2.3 轴承座的设计
        4.2.4 挤压揉搓机构的总成
    4.3 挤压揉搓机构的运动仿真
        4.3.1 ADAMS分析的理论基础
        4.3.2 计算模型的建立
        4.3.3 施加约束
        4.3.4 仿真结果分析
    4.4 挤压揉搓机构作业过程的有限元分析
        4.4.1 剥皮过程的非线性分析
        4.4.2 LS-DYNA分析的理论基础
        4.4.3 有限元模型的建立
        4.4.4 仿真结果分析
    4.5 本章小结
第五章 挤压揉搓机构中曲沟球轴承的试制及承载能力分析
    5.1 引言
    5.2 曲沟球轴承的设计与试制
        5.2.1 结构设计
        5.2.2 曲沟球轴承试制
    5.3 曲沟球轴承的承载能力分析
        5.3.1 理论基础
        5.3.2 受力分析模型
        5.3.3 计算结果
    5.4 曲沟球轴承性能测试试验台设计
    5.5 曲沟球轴承温升特性试验
        5.5.1 试验材料
        5.5.2 试验设备
        5.5.3 试验方法
        5.5.4 试验结果
    5.6 曲沟球轴承振动特性试验
        5.6.1 试验材料
        5.6.2 试验设备
        5.6.3 试验方法
        5.6.4 试验结果
    5.7 本章小结
第六章 挤压揉搓疏解剥皮机作业性能优化试验
    6.1 引言
    6.2 挤压揉搓疏解剥皮机的设计与试制
        6.2.1 结构设计
        6.2.2 设备试制
    6.3 试验材料与方法
        6.3.1 试验材料
        6.3.2 试验设备
        6.3.3 试验方法
        6.3.4 试验设计
    6.4 试验结果与分析
        6.4.1 试验结果
        6.4.2 回归模型的建立与方差分析
        6.4.3 试验因素对性能指标的影响分析
        6.4.4 参数优化
        6.4.5 验证试验
    6.5 讨论
    6.6 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
附录 论文参数列表
致谢
作者简介



本文编号：3828125