基于ANSYS的生物質成型關鍵部件動靜態(tài)特性研究.pdf

1、生物質成型技術可為其它的生物質能綜合利用技術提供原料供給。生物質能是一種重要的可再生能源，其高效開發(fā)利用有助于改善生態(tài)環(huán)境、緩解世界能源供應緊缺的現(xiàn)狀。世界各國高度重視開發(fā)生物質成型技術，但該技術目前還存在一些發(fā)展瓶頸，如成型設備生產能耗高、成品質量參差不齊、關鍵部件使用壽命短、設備振動噪聲過大等。這些存在的問題指引著成型技術今后的發(fā)展方向。 本文通過研究生物質成型設備的能量消耗特點和結構破壞形式，運用彈塑性力學、接觸力學、粘彈

2、性理論知識對成型過程進行數(shù)值模擬，得到生物質原料在成型過程中的形變、流變規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，生物質原料在棱角處的流動速度明顯滯后于其它部位，這是生物質成品發(fā)生棱角撕裂倒鈍現(xiàn)象的主要原因。運用ANSYS程序的靜力分析模塊對環(huán)模的應力分布進行了數(shù)值研究，得到環(huán)模發(fā)生材料剝落現(xiàn)象的原因是環(huán)模棱角處產生的應力集中現(xiàn)象。然后根據(jù)生物質成品棱角撕裂倒鈍現(xiàn)象提出孔型改進方案，研究表明對?？桌饨堑箞A處理后，環(huán)模與生物質成品在棱角處的應力值均減小，不但使應力

3、沿周向分布均勻合理，改善?？资芰顩r，而且為?？卓仔蛢?yōu)化設計、降低成型設備能耗提供了理論依據(jù)。 主軸部件是設備運行過程中產生疲勞破壞的主要部件，本文通過建立主軸部件的動力學運動方程與質量矩陣對其動力響應特性進行分析研究。首先，對系統(tǒng)固有頻率及振型進行了詳細描述與分析，得到主軸部件的臨界轉速為3665.52r/min，分析結果表明其工作轉速遠低于臨界轉速，能有效避開共振區(qū)域。其次，本文運用振型疊加原理重點分析了主軸部件在承受簡諧變

4、化的成型壓力時的動態(tài)響應情況，得到在工作載荷頻率下主軸部件的最大響應位移為1.25×10-3m、最大響應應力為156MPa。最后，通過對比研究，得到主軸結構支撐跨距對其動態(tài)響應特性的影響規(guī)律，在將支撐跨距由480mm降低為430mm拘過程中，結構最大應力和最大位移響應均呈上升趨勢，結構穩(wěn)定性降低。 本文利用ANSYS程序對成型設備力學性能以及振動響應特性進行了系統(tǒng)地量化分析。結合生物質成型壓力、成型過程應力-應變關系實驗研究，對