生物質(zhì)成型過程及其制品與接觸件的有限元分析
發(fā)布時(shí)間:2020-11-17 23:31
生物質(zhì)能作為一種可再生能源,是傳統(tǒng)化石能源很好的替代品。但因本身的物理性質(zhì)——密度較低,制約了生物質(zhì)能的合理開發(fā)利用,生物質(zhì)固體成型技術(shù)能很好的解決該問題。目前世界各國都非常重視生物質(zhì)固體成型技術(shù)的發(fā)展,但在成型設(shè)備關(guān)鍵部件、成型產(chǎn)品質(zhì)量和單位產(chǎn)品能耗等方面仍存有一定問題,這些問題也是今后生物質(zhì)固體成型技術(shù)的發(fā)展方向。根據(jù)目前存在的主要問題,本文主要研究工作包括以下幾方面: (1)論述國內(nèi)外生物質(zhì)固體成型技術(shù)的發(fā)展概況,以及國內(nèi)外液壓固體成型技術(shù)實(shí)際應(yīng)用和最新成就。對生物質(zhì)固體成型技術(shù)的研究方法和進(jìn)展以及相關(guān)理論進(jìn)行系統(tǒng)的分析和綜合評述,闡述本課題的意義。 (2)針對常用的固體成型材料——鋸末的特點(diǎn),選用適合鋸末擠壓成型的有限元變形理論,運(yùn)用歐拉描述方法對鋸末成型一維壓縮有限變形進(jìn)行研究。依據(jù)體積可壓縮生物質(zhì)塑性理論,選用適合鋸末材料的屈服條件,根據(jù)屈服條件及壓縮成型中靜水壓力的影響,推導(dǎo)鋸末彈塑性本構(gòu)方程。 生物質(zhì)被擠壓時(shí)與其直接接觸的構(gòu)件——襯套,是生物質(zhì)固體成型設(shè)備的關(guān)鍵部件。依據(jù)彈性力學(xué)有限單元法建立適合于襯套的單元?jiǎng)偠染仃?進(jìn)行結(jié)構(gòu)有限元分析。應(yīng)用ANSYS軟件對有、無襯套時(shí)生物質(zhì)成型過程進(jìn)行對比分析,得出襯套在成型過程中的作用,為生物質(zhì)固體成型設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供新的方法。 (3)依據(jù)溫度場傳熱基本理論,推導(dǎo)出鋸末熱應(yīng)力有限元求解基本方程,運(yùn)用ANSYS軟件對鋸末成型過程進(jìn)行“熱-應(yīng)力”耦合場分析計(jì)算,得出摩擦熱對生物質(zhì)制品品質(zhì)的影響,為生物質(zhì)固體成型設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。 (4)襯套作為成型設(shè)備的關(guān)鍵部件,其可靠性直接關(guān)系到成型設(shè)備能否正常使用,因此本文最后通過建立概率有限元分析基本方程和控制方程,編寫襯套概率有限元分析程序,對襯套進(jìn)行了概率有限元分析,獲得相關(guān)的可靠性數(shù)據(jù)。 (5)總結(jié)全文,得出研究結(jié)論,可為研究固體成型設(shè)備提供有價(jià)值的參考。
【學(xué)位單位】:山東大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位年份】:2010
【中圖分類】:TK6
【部分圖文】:
機(jī)為例介紹其工作原理和成型原理。1.3.1成型機(jī)工作原理圖1一l為生物質(zhì)液壓成型機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖。鋸末經(jīng)進(jìn)料口巧進(jìn)入物料腔,此時(shí)預(yù)液壓缸5的液壓閥開始工作,從而使預(yù)液壓缸活塞向下壓縮原料,壓到一定位置時(shí),傳感器8啟動(dòng),此時(shí)主液壓缸2的液壓閥開始工作,進(jìn)而使主液壓缸活塞向前推進(jìn),物料再次被壓縮。隨著物料密度不斷增加,所受的阻力逐漸增大,主液壓缸活塞所受的力隨之增大,當(dāng)壓力達(dá)到一定值時(shí),壓力繼電器工作,使單作用液壓缸了了— —睽睽 {{{ }}}}}...國國國國 /////////////// }}}}}}}}}}}}}}}圖1一l生物質(zhì)液壓成型機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖1一土液壓缸油路進(jìn)口;2一主液壓缸;3一主液壓缸油路出口;4一土管道;5-預(yù)液壓缸;6一預(yù)液壓缸油路進(jìn)口;7一預(yù)液壓缸油路出口;8一預(yù)液壓缸傳感器;9一單作用液壓缸油路口;10一單作用液壓缸;11一平衡器;12一葉輪;13一保型腔;14一連接法蘭;15一進(jìn)料口;16一主液壓缸傳感器10卸壓,這時(shí)物料密度已達(dá)到最大狀態(tài),該時(shí)刻主液壓缸的力克服物塊肪受的摩擦力
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l)等向強(qiáng)化:屈服面以材料中所作塑性功的大小為基礎(chǔ)在尺寸上擴(kuò)張。對于 VonMiseS屈服準(zhǔn)則來說,屈服面在所有方向均勻擴(kuò)張,而其形狀中心及其在應(yīng)力空間的方位均保持不變。如圖2一2所示,強(qiáng)化條件可表示為l4s]:F低)一、份·)·o(2一‘0)、分)一有效塑勝應(yīng)變:,的函數(shù)。,urf.cer一七呂t.七:.勺一 e.tyi.14一tf.cer》獷后.的月爪百圖2一2等項(xiàng)強(qiáng)化時(shí)的屈服面變化圖2一3隨動(dòng)強(qiáng)化時(shí)的屈服面變化
【引證文獻(xiàn)】
本文編號:2888050
【學(xué)位單位】:山東大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位年份】:2010
【中圖分類】:TK6
【部分圖文】:
機(jī)為例介紹其工作原理和成型原理。1.3.1成型機(jī)工作原理圖1一l為生物質(zhì)液壓成型機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖。鋸末經(jīng)進(jìn)料口巧進(jìn)入物料腔,此時(shí)預(yù)液壓缸5的液壓閥開始工作,從而使預(yù)液壓缸活塞向下壓縮原料,壓到一定位置時(shí),傳感器8啟動(dòng),此時(shí)主液壓缸2的液壓閥開始工作,進(jìn)而使主液壓缸活塞向前推進(jìn),物料再次被壓縮。隨著物料密度不斷增加,所受的阻力逐漸增大,主液壓缸活塞所受的力隨之增大,當(dāng)壓力達(dá)到一定值時(shí),壓力繼電器工作,使單作用液壓缸了了— —睽睽 {{{ }}}}}...國國國國 /////////////// }}}}}}}}}}}}}}}圖1一l生物質(zhì)液壓成型機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖1一土液壓缸油路進(jìn)口;2一主液壓缸;3一主液壓缸油路出口;4一土管道;5-預(yù)液壓缸;6一預(yù)液壓缸油路進(jìn)口;7一預(yù)液壓缸油路出口;8一預(yù)液壓缸傳感器;9一單作用液壓缸油路口;10一單作用液壓缸;11一平衡器;12一葉輪;13一保型腔;14一連接法蘭;15一進(jìn)料口;16一主液壓缸傳感器10卸壓,這時(shí)物料密度已達(dá)到最大狀態(tài),該時(shí)刻主液壓缸的力克服物塊肪受的摩擦力
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l)等向強(qiáng)化:屈服面以材料中所作塑性功的大小為基礎(chǔ)在尺寸上擴(kuò)張。對于 VonMiseS屈服準(zhǔn)則來說,屈服面在所有方向均勻擴(kuò)張,而其形狀中心及其在應(yīng)力空間的方位均保持不變。如圖2一2所示,強(qiáng)化條件可表示為l4s]:F低)一、份·)·o(2一‘0)、分)一有效塑勝應(yīng)變:,的函數(shù)。,urf.cer一七呂t.七:.勺一 e.tyi.14一tf.cer》獷后.的月爪百圖2一2等項(xiàng)強(qiáng)化時(shí)的屈服面變化圖2一3隨動(dòng)強(qiáng)化時(shí)的屈服面變化
【引證文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前1條
1 景元琢;董玉平;蓋超;郭飛強(qiáng);董磊;;生物質(zhì)固化成型技術(shù)研究進(jìn)展與展望[J];中國工程科學(xué);2011年02期
相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條
1 王維振;生物質(zhì)壓塊成型影響因素及成型機(jī)動(dòng)態(tài)分析[D];山東大學(xué);2012年
2 景年盛;固態(tài)生物質(zhì)燃料顆粒成型設(shè)備與技術(shù)的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年
本文編號:2888050
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