生物質(zhì)固化成型特性及有限元研究.pdf

1、化石燃料作為我國主要的一次能源，具有不可再生性，在開發(fā)使用中造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。生物質(zhì)能是一種重要的可再生能源，資源量大，分布廣，其高效轉(zhuǎn)化技術(shù)日益受到重視。生物質(zhì)固化成型技術(shù)使松散生物質(zhì)致密化，能顯著提高生物質(zhì)制品的性能，成為規(guī)?；蒙镔|(zhì)能源的一種有效途徑，開展生物質(zhì)固化成型技術(shù)研究對(duì)開辟能源利用新領(lǐng)域都有重要的意義。 首先介紹了課題研究的背景及現(xiàn)狀，闡述生物質(zhì)存在體積大，能量密度低的特點(diǎn)，著重對(duì)生物質(zhì)的壓縮特

2、性及成型影響因素進(jìn)行分析，通過進(jìn)行生物質(zhì)含水率的成型試驗(yàn)，得到了最佳含水率范圍。 本文首次對(duì)生物質(zhì)液壓成型的壓縮變形過程進(jìn)行了有限元分析研究，研究中將液壓成型過程分為三階段并分別提出了在不同壓縮成型階段的成型機(jī)理。生物質(zhì)成型屬于非連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的研究范疇，由于其理論的不完善和局限性，將生物質(zhì)視為“可壓縮的連續(xù)體”來研究；分析了可壓縮生物質(zhì)塑性理論，運(yùn)用生物質(zhì)壓縮成型的屈服條件，并考慮壓縮成型中靜水壓力影響，建立起生物質(zhì)成型的彈塑性

3、本構(gòu)方程。然后對(duì)生物質(zhì)成型過程進(jìn)行了有限元分析，采用TARGE169和CONTA172接觸對(duì)恰當(dāng)?shù)奶幚砹四＞吆统尚筒牧系慕佑|問題；合理確定了邊界條件。通過有限元數(shù)值模擬分析得到了生物質(zhì)的流變規(guī)律，結(jié)果表明生物質(zhì)外層的流動(dòng)明顯滯后于中心。有限元分析結(jié)果揭示了成型中的應(yīng)力應(yīng)變演變過程和分布規(guī)律，對(duì)局部應(yīng)力過大區(qū)域進(jìn)行了分析，研究發(fā)現(xiàn)在成型腔錐角處存在應(yīng)力集中，等效應(yīng)變隨相對(duì)密度的增大呈現(xiàn)一定的變化趨勢(shì)；同時(shí)也得到了生物質(zhì)成型過程的載荷變化規(guī)