秸稈冷態(tài)壓縮成型過(guò)程仿真模擬研究

【摘要】：隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展和糧食產(chǎn)量的大幅度提高,農(nóng)作物秸稈等的剩余量越來(lái)越大。由于秸稈產(chǎn)地分散、質(zhì)地疏松、能量密度小,給采集、儲(chǔ)運(yùn)和使用帶來(lái)不便。生物質(zhì)壓縮成型是能源轉(zhuǎn)化的重要技術(shù)途徑之一。經(jīng)致密成型加工后的秸稈固體成型燃料,其粒度均勻、單位密度和強(qiáng)度增加,便于運(yùn)輸和貯存,且燃燒性能明顯改善。 首先,論文分析了國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)成型發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀以及生物質(zhì)成型理論研究現(xiàn)狀,指出目前秸稈成型技術(shù)存在的不足。 其次,論文分析了機(jī)械沖壓成型機(jī)、模壓顆粒成型機(jī)和液壓成型機(jī)三種成型機(jī)的工藝原理,通過(guò)比較分析最終選出液壓成型機(jī)是一種較為優(yōu)良的成型機(jī),并分析其工作原理。 再其次,秸稈成型燃料成型過(guò)程中物料的形變屬于非線性大變形,包含明顯的彈性和塑性形變過(guò)程。因此采用彈塑性力學(xué)分析研究秸稈冷態(tài)壓縮成型的力學(xué)規(guī)律。 最后,應(yīng)用Ansvs有限元分析軟件針對(duì)秸稈成型燃料冷態(tài)成型過(guò)程進(jìn)行仿真模擬研究。得出了錐角和錐長(zhǎng)參數(shù)對(duì)秸稈成型加工的影響：在X-Y平面內(nèi),秸稈成型燃料和成型腔的剪切應(yīng)力基本沿接觸面對(duì)稱分布。錐角在40°附近時(shí),成型腔入口處的應(yīng)力為最大值。錐角超過(guò)30°時(shí),成型腔入口處的應(yīng)力基本保持不變。錐角在30°附近時(shí),成型腔出口處的應(yīng)力達(dá)到最大值。錐角由4°變化至8°時(shí),秸稈物料的應(yīng)變?cè)诒Ｐ颓粌?nèi)逐漸呈現(xiàn)均勻化。錐長(zhǎng)在100mm附近時(shí),成型腔入口處應(yīng)力得到最大值。錐長(zhǎng)在100mm附近時(shí),成型腔出口處的應(yīng)力達(dá)到最大值。錐長(zhǎng)由20mm變化至60mm時(shí),秸稈物料在保型腔內(nèi)的形變趨于均勻化。可以為秸稈成型燃料冷態(tài)成型機(jī)設(shè)計(jì)提供重要的理論參考。 【關(guān)鍵詞】：成型燃料 冷態(tài)成型 彈塑性力學(xué) 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：S216.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 課題研究背景及意義8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)成型發(fā)展應(yīng)用研究8-9
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)生物質(zhì)成型發(fā)展應(yīng)用研究8-9
• 1.2.2 國(guó)外生物質(zhì)成型發(fā)展應(yīng)用研究9
• 1.3 國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)成型理論發(fā)展研究9-15
• 1.3.1 壓力與壓縮密度關(guān)系的研究9-12
• 1.3.2 影響壓縮成型的主要因素研究12-14
• 1.3.3 應(yīng)力與應(yīng)變的研究14-15
• 1.4 秸稈冷態(tài)成型機(jī)技術(shù)的不足15
• 1.5 論文主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 2 秸稈冷態(tài)壓縮成型方式及過(guò)程16-21
• 2.1 秸稈冷態(tài)壓縮成型方式研究16-18
• 2.1.1 機(jī)械沖壓成型機(jī)16
• 2.1.2 模壓顆粒成型機(jī)16-17
• 2.1.3 液壓顆粒成型機(jī)17-18
• 2.2 秸稈冷態(tài)壓縮成型方式比較18
• 2.3 秸稈冷態(tài)成型機(jī)理研究18-20
• 2.3.1 秸稈液壓成型過(guò)程及成型機(jī)理研究18-19
• 2.3.2 預(yù)壓縮階段19
• 2.3.3 主壓縮階段19
• 2.3.4 脫離模具階段19-20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 3 基于彈塑性力學(xué)的秸稈壓縮成型過(guò)程研究21-34
• 3.1 秸稈壓縮成型過(guò)程中的應(yīng)力與應(yīng)變研究21-27
• 3.1.1 屈服條件22-24
• 3.1.2 后繼屈服條件24-26
• 3.1.3 加載與卸載準(zhǔn)則26
• 3.1.4 流動(dòng)準(zhǔn)則26-27
• 3.2 秸稈壓縮成型彈塑性力學(xué)方程研究27-28
• 3.3 秸稈壓縮成型過(guò)程的建模方法研究28-33
• 3.3.1 應(yīng)力與應(yīng)力張量28-29
• 3.3.2 平衡微分方程29-30
• 3.3.3 幾何方程30-31
• 3.3.4 本構(gòu)方程31-33
• 3.3.5 邊界條件33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 4 秸稈成型燃料壓縮過(guò)程有限元數(shù)值仿真模擬34-58
• 4.1 成型過(guò)程中有限元方法應(yīng)用34-36
• 4.1.1 有限元法34
• 4.1.2 狀態(tài)非線性有限元分析34-35
• 4.1.3 有限元Ansys軟件簡(jiǎn)介35
• 4.1.4 有限元Ansys軟件分析的基本步驟35-36
• 4.2 秸稈成型燃料壓縮成型的問(wèn)題研究36-37
• 4.2.1 仿真模擬問(wèn)題描述36
• 4.2.2 有限元仿真模型的選取36-37
• 4.2.3 研究問(wèn)題類型分析37
• 4.3 成型腔錐角變化對(duì)秸稈成型燃料冷態(tài)成型的影響37-47
• 4.3.1 仿真研究關(guān)鍵參數(shù)37-38
• 4.3.2 前處理38-40
• 4.3.3 加載求解40-41
• 4.3.4 后處理41-47
• 4.4 成型腔錐長(zhǎng)變化對(duì)秸稈成型燃料冷態(tài)成型的影響47-57
• 4.4.1 仿真研究關(guān)鍵參數(shù)47
• 4.4.2 前處理47-50
• 4.4.3 加載求解50-51
• 4.4.4 后處理51-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 結(jié)論58-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文63-64
• 致謝64-65

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我州在全省率先試用秸稈成型燃料烘烤煙葉    本報(bào)記者 張崇寧

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農(nóng)作物秸稈成型裝備青島亮相    記者 王建高

拜泉 三個(gè)項(xiàng)目簽約4.6億元    王克儉　梁耀國(guó) 記者 姚建平

葉縣農(nóng)作物秸稈成了“綠色煤炭”    本報(bào)記者 杜自昌　通訊員 屈小昆

研究部署農(nóng)業(yè)農(nóng)村節(jié)能減排工作    記者 寧啟文

哈爾濱創(chuàng)建國(guó)內(nèi)首個(gè)生態(tài)環(huán)保“無(wú)煤村”    

生物質(zhì)能開(kāi)發(fā),一座被忽視的“金礦”    周雪松　陳魯

秸稈顆粒燃料冷態(tài)壓縮成型實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬    胡建軍

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秸稈成型燃料燃燒動(dòng)力學(xué)分析及燃燒過(guò)程數(shù)值模擬    帖青敏

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新型多頭式秸稈成型設(shè)備的數(shù)值模擬與研制    章長(zhǎng)榮

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