生物質(zhì)能源作為一種清潔可再生能源,其開發(fā)與利用已成為世界各國關(guān)注和研究的重點。我國農(nóng)林剩余物資源量大,具備發(fā)展生物質(zhì)能源的潛力。生物質(zhì)成型技術(shù)是發(fā)展生物質(zhì)能源的有效途徑,深入研究生物質(zhì)常溫成型機理有利于生物質(zhì)成型技術(shù)的成熟,對生物質(zhì)成型設(shè)備結(jié)構(gòu)的設(shè)計與優(yōu)化具有指導作用。然而,對農(nóng)林剩余物柱塞式常溫壓縮成型機理的研究尚未完善,相關(guān)驗證實驗較少。本文基于彈塑性變形理論對生物質(zhì)柱塞式成型過程進行了理論研究,分析了物料在壓縮過程中的變形和其在成型套筒中的受力情況,得到了物料所受軸向應力與徑向應力的關(guān)系,及徑向應力沿成型套筒軸向的指數(shù)型分布規(guī)律。利用ANSYS進行自然干燥(含水率7%)玉米秸稈、檸條在不同長徑比成型套筒中的常溫柱塞式成型過程仿真,根據(jù)仿真結(jié)果分析物料的流動、變形規(guī)律,并利用MATLAB進行物料所受徑向應力仿真值曲線擬合,得到徑向應力隨物料位置變化的方程,擬合結(jié)果與理論分析結(jié)果一致。在常溫狀態(tài)下,進行玉米秸稈、檸條在7%、11%、15%、19%含水率和3.5、4、4.5、5長徑比下的單因素實驗,結(jié)果表明不同農(nóng)林剩余物在同一實驗條件下成型效果不同,不同成型結(jié)果的軸向應力變化規(guī)律有差異...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內(nèi)外生物質(zhì)成型技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 生物質(zhì)成型原理
        1.2.2 生物質(zhì)成型技術(shù)分類
        1.2.3 國內(nèi)外成型技術(shù)研究進展
        1.2.4 生物質(zhì)成型影響因素
        1.2.5 生物質(zhì)成型機理研究現(xiàn)狀
    1.3 生物質(zhì)成型設(shè)備發(fā)展概況
        1.3.1 螺旋擠壓成型機
        1.3.2 活塞擠壓成型機
        1.3.3 模輥碾壓成型機
    1.4 存在問題
    1.5 本文研究內(nèi)容與方法
        1.5.1 研究內(nèi)容
        1.5.2 研究方法
2 生物質(zhì)柱塞式成型過程理論分析
    2.1 生物質(zhì)成型過程
        2.1.1 壓緊階段
        2.1.2 壓實階段
        2.1.3 成型階段
    2.2 生物質(zhì)變形理論
        2.2.1 屈服準則
        2.2.2 強化準則
        2.2.3 流動準則
    2.3 物料在成型套筒中的力學分析
        2.3.1 成型套筒內(nèi)物料受力情況
        2.3.2 壓力沿成型套筒長度變化規(guī)律
        2.3.3 柱塞受力情況
    2.4 本章小結(jié)
3 成型階段有限元分析
    3.1 仿真問題描述
    3.2 有限元模型建立
        3.2.1 力學參數(shù)測量
        3.2.2 單元類型與材料參數(shù)
        3.2.3 計算模型
        3.2.4 網(wǎng)格劃分
    3.3 定義邊界條件與求解
        3.3.1 創(chuàng)建接觸對
        3.3.2 施加載荷并求解
    3.4 仿真結(jié)果與分析
        3.4.1 位移分布規(guī)律
        3.4.2 等效應力分布規(guī)律
        3.4.3 等效應變分布規(guī)律
        3.4.4 成型套筒不同位置的應力變化
    3.5 本章小結(jié)
4 成型過程與受力變化驗證實驗
    4.1 實驗設(shè)備與材料
        4.1.1 實驗儀器設(shè)備
        4.1.2 實驗材料
        4.1.3 壓力傳感器的安裝與固定
    4.2 數(shù)據(jù)采集與處理方法
    4.3 實驗方案
        4.3.1 實驗設(shè)計
        4.3.2 實驗過程
    4.4 結(jié)果與分析
        4.4.1 成型結(jié)果
        4.4.2 成型過程軸向壓力變化
        4.4.3 實驗參數(shù)對成型壓力的影響規(guī)律
        4.4.4 成型過程徑向壓力變化
        4.4.5 實驗參數(shù)對徑向壓力的影響規(guī)律
    4.5 本章小結(jié)
5 農(nóng)林剩余物柱塞式常溫成型試驗
    5.1 試驗設(shè)備與材料
    5.2 試驗方案
        5.2.1 試驗因素
        5.2.2 試驗評價指標
        5.2.3 試驗設(shè)計與結(jié)果
    5.3 試驗結(jié)果分析與擬合
        5.3.1 試驗因素對成型壓力的影響規(guī)律
        5.3.2 試驗因素對松弛密度的影響規(guī)律
        5.3.3 試驗因素對表面質(zhì)量的影響規(guī)律
        5.3.4 最優(yōu)水平組合
    5.4 本章小結(jié)
6 顯微結(jié)構(gòu)觀察與分析
    6.1 生物質(zhì)顆粒結(jié)合機理
        6.1.1 粒子結(jié)合類型
        6.1.2 生物質(zhì)原料結(jié)合形式
    6.2 顯微設(shè)備介紹
    6.3 顯微觀察過程
    6.4 顯微結(jié)果與分析
        6.4.1 不同物料顯微圖像分析
        6.4.2 不同成型條件下物料顯微圖像分析
    6.5 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 本文結(jié)論
    7.2 不足與展望
參考文獻
個人簡介
導師簡介
獲得成果目錄清單
致謝



本文編號：3818006