基于ANSYS的秸稈活塞式成型特性及摩擦熱分析.pdf

1、秸稈固化成型技術(shù)能使松散的秸稈致密化，提高秸稈能量密度和燃燒特性，使其可作為清潔能源直接替代煤用于生產(chǎn)生活各個領(lǐng)域，同時也能解決秸稈儲存、運輸困難問題，是實現(xiàn)秸稈綜合化、規(guī)?；玫闹匾夹g(shù)手段。但是目前該技術(shù)尚需在成型過程特性及成型摩擦熱方面加深理論研究，揭示秸稈成型粘結(jié)機理，為成型制品品質(zhì)預(yù)測和控制、設(shè)備優(yōu)化提供理論依據(jù)。
　　 本文通過對秸稈化學(xué)組成、物理特性及常溫成型機理的分析，得出影響秸稈常溫固化成型品質(zhì)的關(guān)鍵因素是壓

2、縮力和成型過程中的摩擦熱?；谠摻Y(jié)論，根據(jù)活塞式成型技術(shù)間歇式生產(chǎn)的特點，對活塞一次沖壓成型中成型力變化和物料移動進行實驗研究，提出適合活塞式成型技術(shù)的“半閉式”成型模型，即成型過程未達到推移階段前，物料相當(dāng)于在由模具和靠摩擦力作用下保持靜止的已成型制品組成的閉式環(huán)境中進行壓縮。運用彈塑性力學(xué)、接觸力學(xué)、粘彈性和有限元理論對秸稈固化成型主壓縮階段進行限元分析，研究主壓縮階段物料形變規(guī)律、應(yīng)力分布及接觸應(yīng)力情況，為模具設(shè)計和成型工藝改進提

3、供方法指導(dǎo)和依據(jù)。
　　 基于摩擦學(xué)、傳熱學(xué)原理，結(jié)合秸稈活塞式常溫成型技術(shù)的特點，對成型過程中的摩擦熱問題進行研究，通過引入平均壓力、當(dāng)量速度等物理量推導(dǎo)成型過程中摩擦熱產(chǎn)生方程，將成型過程摩擦熱問題轉(zhuǎn)化為第二、三類邊界條件的無內(nèi)熱源的非穩(wěn)態(tài)傳熱問題；建立成型摩擦熱有限元分析模型，對摩擦熱引起的溫度場分布進行研究，并通過實驗驗證有限元模擬的正確性，得出摩擦熱引起的溫度場變化規(guī)律；通過對實驗樣機在不同生產(chǎn)率條件下的摩擦熱模擬分析

4、，研究表明模具在摩擦熱作用下，溫度隨著時間升高并穩(wěn)定在一定溫度，其增長速度和穩(wěn)態(tài)溫度隨著生產(chǎn)率的提高而提高。
　　 在摩擦熱引起的溫度場規(guī)律研究基礎(chǔ)上，針對目前秸稈類生物質(zhì)材料的熱物性參數(shù)欠缺的現(xiàn)狀，進行了秸稈物性參數(shù)的實驗研究，得出秸稈導(dǎo)熱系數(shù)、比熱隨含水率、溫度和密度的變化規(guī)律，為本文研究摩擦熱引起的溫度場在成型制品的傳導(dǎo)提供數(shù)據(jù)支持的同時，也能為秸稈類材料熱相關(guān)的技術(shù)研究提供依據(jù)；建立秸稈成型過程中摩擦熱傳導(dǎo)模型，分析不同