玉米秸秆滚压揉搓破碎机理与机构仿真研究

发布时间：2023-03-04 22:35

　　玉米是全球最重要的粮食作物之一,我国作为农业大国,每年种植的玉米达两亿吨以上,占粮食总产的三分之一,而玉米收获后剩余的玉米秸秆经过处理后,可以作为牲畜使用的饲料、可以就地还田作为肥料、可以打捆压碎作为生物能源,是十分宝贵的生物质资源。然而由于秸秆的回收成本问题及粉碎问题,大部分秸秆没有没回收利用而是直接焚烧在地里,不仅是一种资源的极大浪费,也是对环境的极大污染。对秸秆的特性以及粉碎装置的研究,可以为玉米秸秆更高效的利用提供参考。本文在参考了各类秸秆的力学模型的基础上,结合玉米秸秆的横截面微观图像,将玉米秸秆抽象为皮、髓和维管束复合而成的力学模型。每一部分都具有横观各向同性材料的特征。利用宏观复合材料弹性力学理论对其进行理论分析,得出了由5个独立弹性常数表示的柔度矩阵,以及用位移表示的平衡方程组,其方程为二阶线性偏微分方程组。将玉米秸秆三维模型导入ANSYS中,对有限元分析过程中的非线性问题及接触问题进行了理论简述,利用5个弹性常数建立玉米秸秆的材料库,对其施加压缩力、扭转力,得到玉米秸秆的有限元应力应变分析结果。在对比玉米秸秆微观破坏力学细则的基础上得出玉米秸秆在粉碎过程中的破坏规律。...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 秸秆研究现状
    1.3 秸秆粉碎原理研究现状
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 玉米秸秆力学模型的建立
    2.1 玉米秸秆的结构特性
    2.2 横观各向同性材料的柔度矩阵与工程常数之间的关系
    2.3 玉米秸秆弹性力学分析
    2.4 各向异性材料强度理论
    2.5 本章小结
第3章 玉米秸秆有限元数值模拟
    3.1 玉米秸秆模型的建立
        3.1.1 确立玉米秸秆模型及尺寸
        3.1.2 玉米秸秆材料弹性参数
    3.2 玉米秸秆数值模拟理论分析
        3.2.1 非线性问题分析
        3.2.2 接触分析
        3.2.3 接触界面条件
    3.3 玉米秸秆有限元分析
        3.3.1 玉米秸秆受压有限元分析
        3.3.2 玉米秸秆整杆扭转有限元分析
        3.3.3 玉米秸秆髓扭转有限元分析
    3.4 本章小结
第4章 玉米秸秆揉搓粉碎装置设计
    4.1 设计基本思想
    4.2 喂入机构设计
        4.2.1 喂入辊设计
        4.2.2 压紧机构
    4.3 揉搓机构设计
        4.3.1 粉碎理论
        4.3.2 物料的力学性质
        4.3.3 揉搓方案对比
        4.3.4 曲柄滑块机构参数设计
    4.4 切割机构设计
        4.4.1 无定刀支撑的切割分析
        4.4.2 有定刀支撑的切割分析
        4.4.3 动刀片切割形式分析
        4.4.4 直线型刀刃参数分析
        4.4.5 切割刀参数设计
    4.5 本章小结
第5章 粉碎机有限元分析和ADAMS仿真
    5.1 喂入辊有限元分析
        5.1.1 上喂入辊的有限元分析
    5.2 揉搓机构ADAMS仿真
        5.2.1 曲柄滑块机构运动仿真
        5.2.3 玉米秸秆揉搓运动仿真
    5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3755141