生物质致密成型过程模孔力学及参数优化研究

发布时间：2021-03-14 08:42

　　生物质致密环模成型机的关键部件是环模,环模的周边密布模孔,成型使模孔易变形失效,需要经常更换模具,这样增加了致密成型的生产成本。致密成型的主要过程是在模具中完成的,环模的主要结构是由众多模孔构成,模孔的结构参数直接制约着物料的流动、环模的使用寿命、成型机的产量和成型燃料的质量等。但目前的研究处于能耗高,模具寿命短,不适应低能耗,高效率,高质量的生产需求,成为制约其产业化进程的瓶颈,因此,以降低功耗,提高模具使用寿命为目的进行研究,对环模模孔的力学及参数优化进行研究,具有重要的理论意义和实际的经济效益。本文以黑龙江省重点项目“生物质成型燃料制造关键技术”为依托,以节能减排、降低生产成本为出发点,基于流变学及弹塑性力学等理论,运用非线性有限元法,利用ANSYS有限元软件对成型过程进行受力分析及数值模拟,通过对模孔力学分析进行分析和验证,得出模孔的主要失效形式为疲劳失效,定量分析计算模孔的疲劳寿命,探索模孔应力及形变规律,确定影响模孔失效的关键参数。论文主要有以下几部分完成：（1）对生物质成型机的关键部件—环模模孔,进行不同位置的受力分析。用数学方法结合实验,把生物质致密成型过程抽象成非线性... 

【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：102 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
English Catalog
1 绪论
    1.1 研究的目的、意义
        1.1.1 生物质能利用现状
        1.1.2 我国开发生物质能的可行性和重要意义
    1.2 生物质致密成型设备的研究历程
        1.2.1 国外研究历程
        1.2.2 国内研究历程
    1.3 环模生物质致密成型技术
        1.3.1 国外致密成型技术研究历程
        1.3.2 国内致密成型技术研究成果
        1.3.3 环模的理论研究
    1.4 环模模孔理论研究存在的问题
    1.5 研究的主要内容
2 生物质致密成型原理及影响因素
    2.1 成型原理
    2.2 成型工艺过程
    2.3 不同类型生物质致密成型设备的工作原理
    2.4 影响生物质致密成型的主要因素
        2.4.1 模孔各参数对环模失效的影响
        2.4.2 成型压力
        2.4.3 原料种类
        2.4.4 原料粒度
        2.4.5 原料含水率
        2.4.6 成型温度
    2.5 本章小结
3 环模模孔力学特性实验研究
    3.1 模孔受力理论分析
    3.2 模孔力学特性实验
        3.2.1 实验目的
        3.2.2 评定指标的测定
        3.2.3 实验原料与实验装置
        3.2.4 检测方法
        3.2.5 实验结果
    3.3 实验数据分析
    3.4 本章小结
4 模孔受力分析及有限元分析研究
    4.1 有限元分析方法
        4.1.1 有限元法基本思想
        4.1.2 有限元法分析过程
        4.1.3 接触摩擦问题的有限元法分析法
    4.2 ANSYS软件分析的基本过程
        4.2.1 预处理
        4.2.2 载荷和求解
        4.2.3 后处理
    4.3 环模强度分析
        4.3.1 环模应力分析
        4.3.2 环模弯曲强度分析
        4.3.3 环模接触强度分析
    4.4 模孔失效的有限元分析
        4.4.1 模孔强度分析
        4.4.2 模孔失效现象
        4.4.3 模孔力学有限元分析
    4.5 本章小结
5 基于ANSYS的模孔疲劳分析
    5.1 疲劳分析
        5.1.1 疲劳分析理论
        5.1.2 疲劳寿命确定方法
        5.1.3 疲劳累积损伤理论
        5.1.4 名义应力法估算结构疲劳寿命
    5.2 基于ANSYS的模孔寿命计算
        5.2.1 模孔有限元模型的建立
        5.2.2 有限元法预测模孔疲劳寿命
    5.3 环模成型机模孔改进设计
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]木质颗粒成型机环模受力分析[J]. 王诚辉,严永林.  中南林业科技大学学报. 2011(12)
[2]环模制粒机生产率理论计算及其影响因素分析[J]. 范文海,范天铭,王祥,秦永林.  粮食与饲料工业. 2011(06)
[3]饲料制粒机环模的概念设计[J]. 李艳聪,万志生,李书环,宋欣.  安徽农业科学. 2011(13)
[4]饲料制粒机环模结构强度分析[J]. 李书环,李艳聪,宋欣.  饲料工业. 2011(07)
[5]生物质成型燃料前景分析[J]. 李建南,倪俊.  节能. 2011(01)
[6]环模制粒挤压过程力学建模及影响因素分析[J]. 武凯,施水娟,彭斌彬,丁武学,孙宇.  农业工程学报. 2010(12)
[7]基于ANSYS的木质基复合材料的静力学分析[J]. 胡志栋,赵小强.  森林工程. 2010(05)
[8]环模旋转秸秆成型机的结构设计与试验研究[J]. 余满江,姚金霞.  四川农机. 2010(03)
[9]生物质颗粒成型机的环模特性研究[J]. 申树云,董玉平.  太阳能学报. 2010(01)
[10]基于软件的环模结构强度分析[J]. 姚引婧,吴劲锋.  甘肃农业大学学报. 2009(06)

博士论文
[1]生物质固化成型环模磨损实验研究及数值模拟[D]. 孔雪辉.东北林业大学 2010
[2]制粒环模磨损失效机理研究及优化设计[D]. 吴劲锋.兰州理工大学 2008
[3]新鲜草物料压缩过程的流变学研究[D]. 杜健民.内蒙古农业大学 2005

硕士论文
[1]基于生物质固体成型机理研究的环模疲劳寿命分析[D]. 吴云玉.山东大学 2010
[2]汽车钢圈的疲劳寿命分析及优化设计[D]. 朱红建.湖南大学 2010
[3]基于ANSYS的生物质成型机的研制[D]. 王冬梅.吉林大学 2008
[4]基于ANSYS二次开发的结构疲劳寿命与破坏概率可视化技术[D]. 任亮.南京航空航天大学 2008
[5]生物质燃料颗粒成型机的研究与试验[D]. 朱海涛.哈尔滨工程大学 2008
[6]HPB-Ⅳ型生物质成型机改进设计与试验研究[D]. 赵伟利.河南农业大学 2007
[7]生物质燃料致密成型参数的研究[D]. 李美华.北京林业大学 2005
[8]草物料的含水率对压缩过程影响的试验研究[D]. 殷洪霞.内蒙古农业大学 2005
[9]蜂窝状生物质燃料及其生产设备的研制[D]. 陈学军.河南农业大学 2002



本文编号：3081843