發(fā)布時間：2020-05-19 21:18

【摘要】： 金屬循環(huán)資源的有效回收利用，，可大大減少對自然礦物資源的開采耗用，達(dá)到減少土地占用、降低社會總能耗、節(jié)約投資、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、提高勞動生產(chǎn)效益的目的。特別是在自然礦物資源極度消耗并日趨匱乏的今天，金屬循環(huán)資源在世界經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的地位就愈顯突出。目前世界各國都在積極有效地回收利用金屬循環(huán)資源，以適當(dāng)抑制礦物資源和能源的長期過渡耗費。此外，隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷增長和人民生活水平的不斷提高，人們的消費觀念、結(jié)構(gòu)及水平正發(fā)生急劇變化，轎車等大型家電設(shè)備正迅速步入家庭。為滿足上述產(chǎn)品回收利用的需要，提高回收處理的機(jī)械化程度，有預(yù)見性地研究“輕薄型回收金屬破碎再生資源化”這一頗具潛力和廣闊應(yīng)用前景的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)是十分必要的。 論文從建立報廢汽車輕薄型回收金屬破碎過程的幾何學(xué)、運動學(xué)、動力學(xué)及數(shù)字仿真模型出發(fā)，分析研究了破碎工具與回收金屬間的相對位置關(guān)系、相互運動關(guān)系及作用力與反作用力關(guān)系。對輕薄型回收金屬破碎過程中的幾何非線性、材料非線性、狀態(tài)非線性及其數(shù)值仿真算法進(jìn)行了理論分析研究，得出了報廢汽車輕薄型回收金屬破碎過程中，非線性問題的求解計算方法及相應(yīng)的結(jié)論。 通過建立“58.84／29.42J標(biāo)準(zhǔn)材料沖擊試驗機(jī)”虛擬數(shù)字化樣機(jī)，對其實施了適應(yīng)于報廢汽車輕薄型回收金屬破碎試驗的改造，精確計算了不同配重破碎錘的破碎速度及破碎沖擊功。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了所選兩類報廢汽車不同部位輕薄型回收金屬覆蓋件的破碎試驗。獲得了相應(yīng)試驗數(shù)據(jù)。 利用非線性分析工具ANSYS／LS-DYNA，對所研究兩類報廢汽車輕薄型回收金屬覆蓋件的破碎試驗過程進(jìn)行了數(shù)值仿真，通過仿真結(jié)果與試驗結(jié)果的分析比對，對輕薄型回收金屬破碎過程的仿真模型及方法進(jìn)行了反復(fù)修改和完善，最終得出一整套適合于報廢汽車輕薄型回收金屬破碎過程仿真研究的模型創(chuàng)建路徑、單元類型(包括實常數(shù)定義和算法選擇等)及材料屬性定義原則、網(wǎng)格劃分及控制的準(zhǔn)則、接觸界面及相關(guān)參數(shù)的描述方式、載荷及約束等初始條件的定義方法。深入研究了采用和不采用沙漏控制的“單點高斯積分”及“多點高斯積分”仿真過程和結(jié)果的異同，得出了沙漏模態(tài)控制的基本方法。研究表明：報廢汽車輕薄型回收鋼板破碎試驗結(jié)果與該過程的計算機(jī)仿真結(jié)果非常接近，完全可以使用相同的仿真方法對其它報廢汽車輕薄型回收金屬破碎過程進(jìn)行仿真分析。 利用報廢汽車輕薄型回收金屬破碎試驗過程的仿真理論及方法，對載重汽車槽形斷面主梁、多層箱式輕薄型回收金屬鋼板、帶窗輕薄型回收金屬矩形箱體的各種破碎過程進(jìn)行了大量的計算機(jī)仿真。分析研究了不同錘擊點位置、不同懸臂長度、不同破碎錘前端球頭直徑、不同錘擊速度、不同鋼板厚度、不同材質(zhì)、不同錘頭質(zhì)量及不同放置方式對相應(yīng)破碎過程的影響程度。得出了不同破碎過程特征參數(shù)對破碎效果影響程度不同的結(jié)論，找到了影響破碎過程的敏感因素。對報廢汽車輕薄型回收金屬破碎過程的仿真分析，可以得出如下結(jié)論：隨破碎錘沖擊動能及回收金屬應(yīng)變率的增加，輕薄型回收鋼板的破碎效果越好，即被擊穿撕裂的面積越大；隨破碎錘頭前端球頭半徑的增大，輕薄型回收鋼板被擊穿撕裂的面積減��；當(dāng)錘擊點與夾持支撐面間的距離增大時，輕薄型回收金屬結(jié)構(gòu)的柔性增加、支撐剛度下降，形成了對破碎錘的避讓效應(yīng)，從而導(dǎo)致破碎能力的極大削弱；在輕薄型回收鋼板厚度減小的過程中，雖然回收金屬產(chǎn)生破裂時所需要吸收的能量減少，但由于回收金屬結(jié)構(gòu)整體剛度的下降，產(chǎn)生了輕薄型回收金屬破碎撕裂面積先增大爾后減小的現(xiàn)象。綜上所述，對報廢汽車輕薄型回收金屬破碎效果影響較明顯的因素有：破碎速度；錘擊點與夾持支撐面間的距離；破碎錘前端球頭半徑則要在某一臨界值之后，才會產(chǎn)生較大影響；破碎錘質(zhì)量、懸臂長度、回收金屬材質(zhì)及放置方式的影響相對要小一些，也就是說，這些因素都是一些次要因素，他們對輕薄型回收金屬破碎效果的影響并不十分顯著。 在報廢汽車輕薄型回收金屬破碎過程仿真研究的基礎(chǔ)上，利用虛擬樣機(jī)技術(shù)，產(chǎn)生了可重用的破碎系統(tǒng)虛擬數(shù)字化零件，對上述數(shù)字化零件進(jìn)行虛擬裝配，生成破碎系統(tǒng)虛擬數(shù)字化樣機(jī)，并對該虛擬樣機(jī)進(jìn)行干涉檢查，評估，修改、優(yōu)化和運動仿真等。利用該虛擬樣機(jī)，對其機(jī)電匹配(如主電機(jī)功率，飛輪參數(shù)等)機(jī)理、加工性能、力學(xué)性能、制造裝配、質(zhì)量檢驗、各級過程管理進(jìn)行預(yù)測和分析。從而提供輕薄型回收金屬破碎系統(tǒng)整個生命周期中(破碎機(jī)設(shè)計研發(fā)，加工生產(chǎn)，回收利用，破碎工藝預(yù)估、預(yù)測及規(guī)劃管理，產(chǎn)品銷售使用等)的數(shù)字化工程支持平臺。 總之，本文采用虛擬制造技術(shù)，對報廢汽車輕薄型回收鋼板破碎過程及技術(shù)所進(jìn)行的探索性研究是可行的，它為輕薄型回收金屬破碎系統(tǒng)的進(jìn)一步研究開發(fā)提供了有效的依據(jù)、方法和可供借鑒的經(jīng)驗。
【圖文】：

圖1.3錘式破碎機(jī)構(gòu)造簡圖1一軸承:2一轉(zhuǎn)軸:3一圓盤;4一銷軸;5一破碎錘;6一殼體;7一連軸器;8一電動機(jī):9一篩條;10一擋梁由于強(qiáng)度、剛度、內(nèi)部空腔尺寸及形狀等極不相同，輕薄型回收鋼與堅實型回收的破碎機(jī)理存在較大區(qū)別。各種回收鋼進(jìn)行機(jī)械破碎時，均會出現(xiàn)極為復(fù)雜的應(yīng)力應(yīng)

門設(shè)置的活節(jié)閥將起動，以阻止其進(jìn)入破碎作業(yè)區(qū)，并在不中斷破碎工作的情況下使其被拋出，表1.9列出了兩種結(jié)構(gòu)形式破碎機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)。錘式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)上的另一主要區(qū)別是進(jìn)出料方式。圖1.4顯示了兩種不同的進(jìn)、卸料形式，圖1.4(a)所示為上進(jìn)料、下卸料結(jié)構(gòu)，這種方式的不利之處是破碎后的輕薄型回收鋼沿篩條移動，排出不徹底，因而需要采取一些特殊的措施和方法才能解決這一問題;圖1.4(b)所示為側(cè)進(jìn)料、上卸料結(jié)構(gòu)，破碎后的回收鋼沿卸料筒排出，覆蓋有分級篩的卸料筒位于破碎機(jī)轉(zhuǎn)子的切線方向，并將破碎不夠的輕薄型回收金屬重新回收。另外，有無送料預(yù)壓或預(yù)斷裝置、錘頭的形狀、錘頭與轉(zhuǎn)子的聯(lián)接方式以及有無砧座等也是錘式破碎機(jī)構(gòu)造上的重要區(qū)別〔’，”】。J幾進(jìn)料一州一州…‘書日曰以曰巨巨巨 lll日尸廠.一 {{{從、_一:一日 日 )))))))J廣寸刃 刃.‘斧-一爪冷一一一 ………日日 }}}羚片.州 州口哭三拜 拜丁一一 }}}}}}}}}…牲一乞乞}。廠眾「洲 洲 洲 {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{ {{{{{{{{{{{平:‘寸門 門 已 已 已 已 已已二二八一仁 仁 卜卜 111liii口幾出料(a)上進(jìn)料下出料結(jié)構(gòu)圖 1.4l一鉸接軸:2一轉(zhuǎn)軸:(b)測進(jìn)料上出料結(jié)構(gòu)破碎機(jī)進(jìn)、卸料構(gòu)造3一轉(zhuǎn)子;4一破碎錘:5一篩條:6一鐵砧目前
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：X705

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 付敏;木質(zhì)生物質(zhì)粉碎及規(guī)�；品蹤C(jī)械設(shè)計及理論研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 李海桂;報廢汽車回收金屬破碎機(jī)理及設(shè)備的研究[D];昆明理工大學(xué);2008年

2 李莉;廢鋼破碎機(jī)的轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析及配錘優(yōu)化研究[D];吉林大學(xué);2009年

3 劉俊秀;輕薄型回收金屬破碎試驗設(shè)備研發(fā)及仿真研究[D];昆明理工大學(xué);2012年

4 邵永平;輕薄型金屬復(fù)合斷裂研究[D];昆明理工大學(xué);2012年

5 劉陽;基于韌性斷裂準(zhǔn)則的輕薄型回收金屬破碎研究[D];昆明理工大學(xué);2012年

6 鄧?yán)?報廢汽車輕薄型回收金屬破碎的撕裂行為研究[D];昆明理工大學(xué);2012年

本文編號：2671500