基于有限元模拟分析的生物质压缩成型机的研发

发布时间：2021-01-20 12:59

　　生物质能源的利用是关系到可持续发展战略的重要课题,本文应用有限元软件ANSYS模拟了生物质的压缩成型过程及其内部温度场变化,分析得到生物质压缩过程的内部位移规律、应力应变规律以及摩擦应力分布,为生物质压缩成型机的研发和实际应用提供了必要的理论依据;并以玉米秸秆类生物质为原料,通过试验得到了成型工作压力、原料含水率和加热温度对成型块物理品质的影响规律,确定了生物质压缩成型机的最佳工作条件。在对各项相关条件进行分析试验后,确定了成型机的系统组成和生产工艺流程,对进料装置、成型模具和液压系统进行了设计计算,成功开发了新型生物质压缩成型机,该成型机采用了远红外加热的方式,放宽了对原料粒度和含水率的要求,生产出的成型块物理品质优良,便于保存,有利于推广应用。 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
提要
符号说明表
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景
    1.2 生物质成型设备的国内外研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
    1.3 课题研究的目的和意义
    1.4 课题的研究目标和内容
        1.4.1 研究目标
        1.4.2 研究内容
第二章 生物质压缩成型的有限元模拟分析
    2.1 生物质压缩成型机理
    2.2 生物质压缩成型过程研究
    2.3 ANSYS 理论基础
        2.3.1 有限元法的基本思想
        2.3.2 有限法的特点
        2.3.3 ANSYS 分析的基本过程
    2.4 生物质压缩过程的ANSYS 分析过程
        2.4.1 压缩模型的建立
        2.4.2 接触对的建立
        2.4.3 施加载荷并求解
    2.5 模拟结果分析
        2.5.1 生物质压缩过程的内部位移规律
        2.5.2 应力应变分布
        2.5.3 摩擦应力分布
    2.6 本章小结
第三章 生物质压缩成型温度场的ANSYS分析
    3.1 温度场有限元分析基本理论
        3.1.1 稳态分析
        3.1.2 瞬态分析
        3.1.3 辐射热分析
        3.1.4 相变分析
    3.2 生物质温度场有限元分析过程
        3.2.1 成型区的材料建模
        3.2.2 施加载荷并求解
        3.2.3 求解分析温度场模拟结果
    3.3 本章小结
第四章 生物质压缩成型影响因素及其试验研究
    4.1 生物质压缩成型影响因素分析
        4.1.1 原料的种类
        4.1.2 原料的粒度
        4.1.3 原料的含水率
        4.1.4 加热温度
        4.1.5 成型压力
        4.1.6 模具尺寸
        4.1.7 保型时间
        4.1.8 摩擦力
    4.2 试验研究
        4.2.1 评价指标
        4.2.2 试验材料和试验装置
        4.2.3 试验方法
        4.2.4 试验结果与分析
            4.2.4.1 含水率对成型块物理品质的影响
            4.2.4.2 工作压力对成型块物理品质的影响
            4.2.4.3 温度对成型块物理品质的影响
    4.3 本章小结
第五章 成型机的总体结构设计
    5.1 设计指导思想
    5.2 进料装置和成型模具的设计
        5.2.1 进料装置设计
        5.2.2 成型模具设计计算
        5.2.3 成型模具参数确定
    5.3 液压系统设计简析
        5.3.1 液压系统的组成及特点
        5.3.2 确定液压执行元件主要参数
        5.3.3 液压系统原理图的拟定
        5.3.4 选择液压元件
    5.4 成型机的主要技术指标及工艺流程
        5.4.1 技术指标
        5.4.2 工艺流程确定
    5.5 总体结构改进设计
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
摘要
ABSTRACT


【参考文献】：
期刊论文
[1]液压式生物质成型机的试验研究[J]. 宋中界,牛振华,连萌,赵伟利,狄恩仓,李保谦.  粮油加工. 2008(10)
[2]数值模拟技术在锻造成形中的应用[J]. 董海涛,张治民,宋志海.  大型铸锻件. 2007(01)
[3]原料含水率及成型直径对秸秆成型燃料耐久性的影响[J]. 赵青玲,张培远,刘俊红,张百良,樊峰鸣.  环境污染与防治. 2006(12)
[4]生物质压缩成型技术的研究[J]. 周春梅,许敏,易维明.  科技信息(学术研究). 2006(08)
[5]HPB-Ⅰ型液压秸秆成型机的大型优化设计[J]. 马孝琴,尤希风,张百良.  可再生能源. 2006(03)
[6]螺旋式稻壳挤压成型机设计[J]. 王希建,刘财勇,沈大东,初旭宏.  佳木斯大学学报(自然科学版). 2005(04)
[7]秸秆类生物质固化成型有限元模拟[J]. 董玉平,高名望,孙启新.  山东大学学报(工学版). 2005(05)
[8]玉米秆碎料模压成型密度的试验研究[J]. 程佩芝,赵东,张建中,许文.  人造板通讯. 2005(05)
[9]玉米秸秆的压缩特性及其压力与压缩密度的数学模型[J]. 王波,李汝莘,高丽霞,赵毅彬,何伟宁.  农机化研究. 2005(02)
[10]大粒径生物质成型燃料物理特性的研究[J]. 樊峰鸣,张百良,李保谦,刘圣勇.  农业环境科学学报. 2005(02)

硕士论文
[1]基于ANSYS的生物质成型机的研制[D]. 王冬梅.吉林大学 2008
[2]秸秆压块饲料机成型区的研究与分析[D]. 张志强.河北农业大学 2007
[3]压缩速度对农业物料压缩过程影响的试验研究[D]. 闫文刚.内蒙古农业大学 2005



本文编号：2989088