發(fā)布時間：2023-01-26 03:17

　　搗固煉焦可以在原料中配入較多弱黏性煤并獲得高質(zhì)量焦炭,在煉焦資源日益緊張的今天有著廣闊的前景。搗固煉焦的核心是將煤粉壓實成煤餅的搗固工況。然而由于煤餅搗固過程研究的不足,致使當(dāng)前搗固各相關(guān)設(shè)備的設(shè)計欠缺理論支撐,仍以經(jīng)驗類比為主,是制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸。當(dāng)前搗固過程計算采用的離散介質(zhì)法不能適應(yīng)實際煤餅顆粒規(guī)模,無法為工程設(shè)計提供足夠依據(jù)；而若采用連續(xù)介質(zhì)法計算,又難以找到適用于煤餅搗固過程工程計算的本構(gòu)關(guān)系模型。針對這一情況,課題圍繞煤餅搗固過程的數(shù)值計算問題,采用有限元法,通過建立合適的本構(gòu)模型、現(xiàn)場實驗與分析、探尋計算方法等研究,實現(xiàn)了煤餅搗固過程的定量描述,使改進搗固相關(guān)設(shè)備的設(shè)計成為可能;并以之為基礎(chǔ)為相關(guān)設(shè)備的工程設(shè)計、分析和改進提供理論支撐,為搗固煉焦的進一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。課題主要研究工作如下：（1）建立了用于搗固煤餅過程計算的本構(gòu)關(guān)系模型。該模型以土力學(xué)中彈性非線性Duncan-Chang本構(gòu)模型為基礎(chǔ)進行修正,在保留其工程易用性的同時,通過融入粘彈性力學(xué)中的Kelvin和Maxwell模型的結(jié)構(gòu)使其具備了材料阻尼等動力性質(zhì),從而為采用有限元法計算煤餅搗固過程奠定了理論基... 

【文章頁數(shù)】：154 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號表
1 緒論
    1.1 背景
        1.1.1 煉焦業(yè)與搗固煉焦
        1.1.2 搗固煉焦設(shè)備及工藝
    1.2 研究綜述
        1.2.1 搗固煉焦的發(fā)展綜述
        1.2.2 搗固設(shè)備設(shè)計問題和煤餅搗固過程研究綜述
        1.2.3 適于搗固煤餅分析的本構(gòu)模型綜述
    1.3 本課題研究目的、內(nèi)容和意義
        1.3.0 問題的提出
        1.3.1 研究目的和內(nèi)容
        1.3.2 研究意義
    1.4 論文研究思路和組織結(jié)構(gòu)
2 建立動力化修正Duncan-Chang模型
    2.1 引言
    2.2 Duncan-Chang彈性非線性模型
        2.2.1 搗固煤餅過程計算與Duncan-Chang模型
        2.2.2 Duncan-Chang模型介紹
        2.2.3 修正Duncan-Chang模型研究綜述
    2.3 建立修正模型
        2.3.1 Duncan-Chang模型動力化修正思路
        2.3.2 粘彈性本構(gòu)模型的三維化方法
        2.3.3 建立Duncan-Kelvin模型
        2.3.4 建立Duncan-Maxwell模型
        2.3.5 建立Duncan-Kelvin-Maxwell模型
    2.4 本章小結(jié)
3 搗固載荷現(xiàn)場測試及煤餅的三軸特性
    3.1 引言
    3.2 測試總體思路
    3.3 搗固載荷與結(jié)構(gòu)應(yīng)力測試
        3.3.1 壓力傳感器
        3.3.2 采樣頻率與測試系統(tǒng)
        3.3.3 測試過程
        3.3.4 測試結(jié)果
    3.4 搗固前后煤餅三軸特性
        3.4.1 測試儀器
        3.4.2 參數(shù)確定方法
        3.4.3 測試過程與結(jié)果
    3.5 本章小結(jié)
4 搗固煤餅過程動力計算
    4.1 引言
    4.2 搗固過程計算方法
        4.2.1 土體動力特性計算概述
        4.2.2 搗固過程計算的動力學(xué)方法
        4.2.3 材料非線性的計算方法
        4.2.4 自定義材料UMAT函數(shù)的流程
        4.2.5 修正Duncan-Chang模型的UMAT程序?qū)崿F(xiàn)
    4.3 單次沖擊數(shù)值計算
        4.3.1 本構(gòu)模型的計算修正
        4.3.2 計算模型的建立
        4.3.3 煤餅初應(yīng)力平衡
        4.3.4 修正Duncan-Chang模型驗證和阻尼系數(shù)的計算分析
        4.3.5 單次沖擊計算結(jié)果與裝煤車設(shè)計
    4.4 連續(xù)沖擊的數(shù)值計算
        4.4.1 連續(xù)沖擊中本構(gòu)模型修正思路
        4.4.2 本構(gòu)模型的線性反演
        4.4.3 連續(xù)沖擊建模計算與驗證
    4.5 本章小結(jié)
5 裝煤車設(shè)計方法改進
    5.1 前言
    5.2 搗固工藝相關(guān)參數(shù)正交試驗優(yōu)選
        5.2.1 正交試驗設(shè)計法
        5.2.2 參數(shù)確定與正交表設(shè)計
        5.2.3 建模計算與結(jié)果分析
    5.3 建立搗固壓力簡化設(shè)計載荷
        5.3.1 簡化設(shè)計載荷建立思路
        5.3.2 側(cè)壁壓力規(guī)律
        5.3.3 底板壓力規(guī)律
        5.3.4 簡化設(shè)計載荷的建立
        5.3.5 簡化設(shè)計載荷的校驗
    5.4 裝煤車有限元計算與結(jié)構(gòu)改進
        5.4.1 結(jié)構(gòu)改進思路
        5.4.2 計算模型建立
        5.4.3 計算結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點摘要
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間科研項目及科研成果
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[8]6.25米搗固煉焦技術(shù)在攀鋼的應(yīng)用[J]. 許銀麟.  四川冶金. 2012(06)
[9]土動力學(xué)與土工抗震研究進展綜述[J]. 劉漢龍.  土木工程學(xué)報. 2012(04)
[10]不同煉焦方式對焦炭質(zhì)量的影響[J]. 彭靖,萬洋,吳瓊,李鳳霞,史世莊.  燃料與化工. 2012(02)

碩士論文
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[3]ABAQUS用戶材料子程序開發(fā)及應(yīng)用[D]. 楊曼娟.華中科技大學(xué) 2005



本文編號：3732110