不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)或撰寫過的作品成果對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全本的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者簽名年月江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文摘形的原料壓縮成具有一定形狀密度較大的固體成型在經(jīng)過壓縮成型之后，秸稈密度、強(qiáng)度都有了質(zhì)的改善，不但利于儲(chǔ)藏和，更在使用上大大提高了生物質(zhì)作為的品質(zhì)和性能。當(dāng)前，秸稈壓塊的成型設(shè)備以模輥擠壓式為主，熱時(shí)間長、環(huán)模孔易堵塞，環(huán)模塊磨損嚴(yán)重、成型壓塊燃燒熱值問題。故針1.39g/cm313.68%0.76，2849.45kcalDesign-expert8.0.6DSC綜合熱分析儀中對(duì)不同條件下秸稈物料的比熱容值進(jìn)定后對(duì)各因素與秸稈比熱容值的且當(dāng)溫度的取值范圍是75℃~110℃，含水率的取值范圍是18.2%~23.6%，粒度38目~45目，在不同物理?xiàng)l件下的秸稈比熱容值易出現(xiàn)峰值。Ansys軟件，利用Ansys中的APDL語言對(duì)實(shí)際生產(chǎn)模塊電熱絲的預(yù)熱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了參數(shù)絲最佳預(yù)熱的位置配置，使得環(huán)模塊預(yù)熱過程中的最大溫差從44.41℃降低為從而為最終提高環(huán)模成型設(shè)備的和壓塊的成型質(zhì)量提供了相關(guān)的理論分析：Thetechnologyofstrawformingisthemethod,withmechanicalpressure,tomaketheoriginalloose,amorphousmaterialsintosolidfuelofacertainshapeandlargerstrawsandstrengthmakeasignificantimprovement,whicharenotonlyconducivetostorageandtransportation,butalsoenhancethequalityasafuel.Atpresent,equipmentofstrawbriquettingmoldingismainlytherollertypewithextrusiondie.Althoughtheequipmentofdierollerhastheadvantagesofhighefficiencyandhighrateforming,buttherearealsoawidespreadproblems,suchasunevenpreheattemperature,longpreheattime,jamsofringdie,ringmodulebadlywornresultinginshortservicelife,andalsolowcalorificvalueofricestrawbriquettingandsoon.Consideringtheaboveproblemsintheprocessofproduction,inthispaper,basedonexperimentalstudyofthermalcharacteristics,theresearchiscarriedoutforthecouplingysisoftemperaturefieldandstressfieldinthemoldingprocess..Firstly,thefeatureofcalorificvalueofricestrawbriquettingisstudied.Bytheconductionoforthogonalrotationexperiment,whichisrelatedwiththephysicalconditionofpropertiesofricestrawbriquettingwithhighcalorificvalue,thephysicalindexofbriquettingaboutbestcalorificvalueisobtained,andalsoestablishthepredictedmodelofthecalorificvalue.Moreover,theoptimizationschemeisdesigned,whenthedensityis1.39g/cm3,moisturecontentis13.68%,andfugitiveconstituentis0.76,thelowercalorificvaluecanreachthebest,whichis2848.45kcal.Atthesametime,thefeaturesofthespecificheatcapacityofricestrawmaterialisresearchedbyexperiment.Theexperimenttakesthemoisturecontent,temperature,particlesizeandvolatilematterasimpactfactors,andspecificheatvaluesofstrawistakenastestindex.BytheusingofsoftwarecalledDesign-expert8.0.6,experimentisdesignedandyzed.Underdifferentconditions,thevalueofspecificheatcapacityofthestrawmaterialsismeasured,andthecorrelationbetweenvariousfactorsandspecificheatvalueofstrawis yzed.Experiment ysisshowsthatthesequenceofthesinglefactor’influenceonspecificheatisasfollows:moisturesize.Andthebestrangeofvariationoftemperatureis75℃~110℃,thebestrangeofvariationofthemoisturecontentis18.2%~23.6%,andthebestrangeofvariationofparticlesizeis38~45meshes.Secondly,theresearchaboutthepreheattemperaturefieldofringdieblockdeviceisstudied.Beforeextrusion,inordertosoftenstrandedclampsleftintheringholethatproducedlasttime,theequipmentneedstobepreheatedbyelectricwire.However,theexistingequipmentofelectricwireconfigurationisveryrough,whichleadstouneventemperaturethattheringmoduleispreheatedandaffectstheoverallqualityofbriquettingintheend.Therefore,itisnecessarytouseAnsyssoftwaretosimulatetemperaturefieldbasedontheoriginalheatingtemperaturefieldofelectricwire,andthedistributionandregulationoftemperaturefieldcanbeobtained.Onthisbasis,APDLlanguageofansysismadeuseoftoperformparametricdesignaboutthelocationofpreheatstructureofringmodule’swireintheproduction,andalsobytheassistofoptimizationmodule,theoptimallocationofelectricwire’sconfigurationisexploredaimingatuniformtemperature.Intheend,theumtemperaturedifferenceisreducedfrom44.41℃to44.41℃.Finally,thestressfieldofsquareandroundholeoftheringmoduleisduringmolding.Basedonthetheoryofextrusionmoldingandgeometricmathematical, ofringmoldholesisyzed,obtainingaxialpressureinthedifferentringmold.Basedonthethermalcharacteristicsdataofstraw,temperature-stresscouplingfieldisyzedaboutextrusionprocessofindifferentkindofmodules.Intheend,yzetheregulationofresultsbytheformsoftemperatureandstress.Theresultindicatesthatstressareaofsquareholefocusesontheback-endsectionofringmodule,andlargerstressconcentrationappearsatthebottomandsidetransition.Forcircularhole,thestressareaisconcentratedinthefrontoftheringmodule,whichislesserthansquarehole.Inthewhole,uniformityofstressdistributionofcircularholeisbetterthansquareholebesides.Moreover,infraredthermalmapperisusedtovalidatetheofthesimulatedThispaperselectsthericestrawasthemoldingmaterialtotakeexperimentalresearchandysis,whichprovidestherelatedtheoreticalysisandexperimentalverificationfortheuniformpreheatingtemperature,grastheregulationofdifferentgrooveringmodulesoftemperatureandstressfielddistribution,andimprovingservicelifeofringdiemoldingequipmentandqualityofbriquettingultima:ricestraw,briquetting,ringmodule,finiteelement,calorificvalue,specificheat,couplingfield(注意英要一般不用現(xiàn)在時(shí)，而用過去式?！盜s”都用江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文目第一章緒 生物質(zhì)秸稈壓塊成型研究的目的和意 生物質(zhì)成型設(shè)備技術(shù)的研究現(xiàn) 生物質(zhì)成型理論的研究現(xiàn) 有限元分析在生物質(zhì)成型中的研究現(xiàn) 當(dāng)前環(huán)模壓塊成型及設(shè)備存在的問 本文的主要研究內(nèi) 第二章水稻秸稈壓塊熱值特性試驗(yàn)研 秸稈壓塊熱值特性試驗(yàn)研 熱值試驗(yàn)材料和儀 試驗(yàn)方 水稻秸稈壓塊揮發(fā)分和熱值的測(cè) 試驗(yàn)設(shè) 結(jié)果與分 回歸模型建立和檢 各因素對(duì)各項(xiàng)性能指標(biāo)影響的主次分 各影響因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響規(guī) 熱值模型的優(yōu) 優(yōu)化方案的設(shè) 試驗(yàn)驗(yàn) 本章小 第三章水稻秸稈比熱容熱特性試驗(yàn)研 比熱容試驗(yàn)材料的預(yù)備及指標(biāo)測(cè) 不同目數(shù)水稻秸稈的不同含水率的水稻秸稈的調(diào) 比熱容的測(cè)量原 比熱容的測(cè) 比熱容試驗(yàn)的方案設(shè) 試驗(yàn)結(jié)果與分 結(jié)果和分 比熱容回歸模型方差分 各因素對(duì)各項(xiàng)性能指標(biāo)的影響規(guī)律分 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和討 本章小 第四章環(huán)模壓塊成型預(yù)熱溫度場(chǎng)有限元分 環(huán)模壓塊成型機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原 三維溫度場(chǎng)的導(dǎo)熱及邊界條 三維溫度場(chǎng)理論分析和求 環(huán)模塊預(yù)熱溫度場(chǎng)仿真分 環(huán)模塊預(yù)熱溫度場(chǎng)仿 環(huán)模塊預(yù)熱溫度場(chǎng)結(jié)果分 環(huán)模塊預(yù)熱溫度場(chǎng)優(yōu)化設(shè) 電熱絲位置配置參數(shù)化設(shè)計(jì)及優(yōu) 預(yù)熱溫度場(chǎng)優(yōu)化結(jié)果分 本章小 第五章基于彈塑性力學(xué)的環(huán)模秸稈成型受力分 生物質(zhì)塑性變形理 屈服準(zhǔn) 強(qiáng)化準(zhǔn) 流動(dòng)準(zhǔn) 成型過程的有限元本構(gòu)方程的建 不同孔型環(huán)模塊成型過程受力分 圓形環(huán)模孔成型過程受力分 方形環(huán)?？壮尚瓦^程受力分 本章小 第六章環(huán)模壓塊成型耦合場(chǎng)分 有限元分析中的耦合場(chǎng)理 直接耦合方 間接耦合方 不同環(huán)模塊結(jié)構(gòu)下環(huán)模成型的耦合 模型的建 有限元分析的前處 有限元分析的后處 仿真結(jié)果分 仿真結(jié)果的驗(yàn) 本章小 第七章總結(jié)與展 研究總 工作展 參考文 致 參與課題與取得成 江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文PAGEPAGE1PAGEPAGE2第一章緒論730％[2~3]3.1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤[4~6]，但現(xiàn)今我國農(nóng)作物等實(shí)際原因，使得高效且規(guī)?；貙?duì)其進(jìn)行綜合利用非常[7~8]、、基于以上生物質(zhì)秸稈在綜合利用中存在的收集難難難和防火難、、生物質(zhì)成型設(shè)備技術(shù)的研究現(xiàn)對(duì)生物質(zhì)成型及其設(shè)備的研究國外發(fā)達(dá)國家比國內(nèi)起步要早很多并投入了巨大的和技術(shù)力量進(jìn)行致密成型技術(shù)的研發(fā)并且相關(guān)技術(shù)及設(shè)備已基1.1所示。、其中在第一階段中，以和德國的生物質(zhì)技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展相對(duì)突出。螺旋式成型機(jī)誕生于上世紀(jì)30年代，由研發(fā)而成，在l0MPa的壓力以及溫度80~350℃條件下，能實(shí)現(xiàn)將木屑和刨花擠壓成型為固體；在301954年前后成功地研制出棒狀成型機(jī)，并且又在1983年前后從引入顆粒成型的技術(shù)；40年代時(shí)，德國利用簡單的杠桿機(jī)構(gòu)將一些廢棄的生物質(zhì)進(jìn)行潤濕后擠壓成塊，應(yīng)用于民用的生產(chǎn)[9~10]。、1.1Fig.1.1Developmentalphaseofforeignbiomass在第二階段中，由于世界性的能源，西歐許多國家諸如比利時(shí)、德國、法國、芬蘭等開始重視生物質(zhì)成型設(shè)備的研究，先后研制出了不同類型的生物質(zhì)擠壓設(shè)備及其配套的燃燒設(shè)備。KAHI系列壓粒機(jī)由德國研制，這種設(shè)備可為20~400kWT11745~55kWh/t，18~19.7MJ/kg1700~2500mm/min。法國在生物質(zhì)利用初期時(shí)只是將成型顆粒作為奶牛飼料近年來才開始物質(zhì)壓塊。除外，亞洲的其它國家如、、菲律賓等國也從80年1.2所示顆粒成型設(shè)備，不僅成型質(zhì)1.3所示的壓塊圖1.2思波麥特公司的顆粒成型 圖1.3沃侖布勒公司的壓塊成型Fig.1.2Particlemoldingmachineof Fig.1.3briquettingmoldingmachineof研究。在丹麥，當(dāng)?shù)赜忻哪茉赐顿Y巨頭BWE在研制第一座生物質(zhì)致密成型及物質(zhì)成型發(fā)電和鍋爐的研究意大利的阿吉普公司仿制玉米聯(lián)合收割機(jī)開發(fā)了一種收獲秸稈的大型機(jī)械移動(dòng)設(shè)備在田間可實(shí)現(xiàn)秸稈收割、干燥、成型的全過程。在，研制出大約70套成型設(shè)備，并于1995年投相對(duì)于國外，我國對(duì)生物質(zhì)成型技術(shù)的研究起步較晚，從20世紀(jì)80年及我國地區(qū)的成套設(shè)備，大多數(shù)的設(shè)備為螺桿擠壓機(jī)[14~15]1.4Fig.1.4Developmentofdomesticbiomass1.4所示，我國生物漸興起了一批科研院校和進(jìn)行技術(shù)研究和攻關(guān)[16~20]。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前我國在范圍內(nèi)已經(jīng)投入了不少于1000臺(tái)套的生物質(zhì)成型擠壓設(shè)備，成型的生產(chǎn)總量為每年20萬t左右，但是卻只占瑞典生10%[21]的及人員進(jìn)行相關(guān)設(shè)備和技術(shù)的研制但不容否認(rèn)的是相對(duì)于外我國的設(shè)備在工藝能耗磨損整機(jī)使用以及后續(xù)的市場(chǎng)推廣等問1.5 1.5Fig.1.5Thecurrentmainstreamequipmentofbriquetting生物質(zhì)成型理論的研究現(xiàn)生物質(zhì)壓縮成型機(jī)理的研究在一定程度上對(duì)于成型技術(shù)的發(fā)展和設(shè)備的改進(jìn)起著理論指導(dǎo)的作用當(dāng)前關(guān)于生物質(zhì)成型機(jī)理以及成型過程中各影響因素的試驗(yàn)與模擬國內(nèi)外已有學(xué)者展開了相關(guān)的研究其中生物質(zhì)成型主要的影響因素包括含水率溫度秸稈粒度擠壓力及相關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)參數(shù)等這些因素對(duì)于成型的質(zhì)量產(chǎn)量和設(shè)備的能耗都具有較大影響也是當(dāng)前成型機(jī)理探索的主要指標(biāo)。2007年，Sylvia.Lron，ikalThyrl[2]對(duì)蘆草顆粒的成型擠壓進(jìn)行了試驗(yàn)研究以原料含水率密度模具溫度蒸汽添加量等作為因素，對(duì)成型高品質(zhì)的壓塊進(jìn)行試驗(yàn)建立了多元線性回歸響應(yīng)模型通過多元響應(yīng)優(yōu)化使得成型的密度650kg/m3耐用度97.52008年ngtr?m，SmuelIrlon[23]研究了生物質(zhì)原料粒度對(duì)顆粒成型過程以及顆粒物理和熱力特性的影響結(jié)果表明原料粒度對(duì)能耗和擠壓力有一定的影響但是對(duì)成型顆粒的密度含水率和抗磨性等特性沒有明顯的作用2009年hun-Shiihou，Shu-rngLin[4]研究了活塞成型固體壓塊過程中的最佳條件，其中可控的因素包括粘結(jié)劑的類型成型溫度水稻秸稈的破碎尺寸以及物料和粘結(jié)劑的混合比而結(jié)果表明秸稈的尺寸對(duì)成型壓塊的影響最大在43%以上201年olfgngS te，ns.m[5]對(duì)生物質(zhì)顆粒成型過程中影響成型壓力的關(guān)鍵因素進(jìn)行研究影響因素分別包括生物質(zhì)類型顆粒長度溫度含水率和粒度并對(duì)影響規(guī)律進(jìn)行了總結(jié)在此基礎(chǔ)上建立了預(yù)測(cè)顆粒成型壓力的數(shù)學(xué)模型模型的結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)有較好的擬合。2013年，rkynkieic，Ptrrávník[26]以20上601256.99kg·m?31369.44kg·?3，并且對(duì)于壓Ste[27]的應(yīng)力和應(yīng)變的變化進(jìn)行了探討等[29]利用數(shù)學(xué)方法推導(dǎo)了物質(zhì)成型過程重說明了纖維素對(duì)于粘結(jié)過程的重要作用等[32]對(duì)制粒過程的各影響因素海等[33]對(duì)水稻秸稈的比熱容進(jìn)行了研究了溫度對(duì)于比熱容值的影響姜[34]對(duì)于生物質(zhì)顆粒在室溫條件下成型的機(jī)理成型的條件成型設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)。了相關(guān)研究，得到了在低能耗下生產(chǎn)高質(zhì)量固體顆粒的成型條件林業(yè)大。[35]針對(duì)成型溫度、成型壓力、物料含水率對(duì)玉米秸稈碎料成型的影響下，秸稈成型的徑向密度隨含水率降低而減小，軸向密度不發(fā)生變化。有限元分析在生物質(zhì)成型中的研究現(xiàn)2005年，[36]基于有限元中的單元法和差分法對(duì)成型過程中口模的溫度2008年，沈永雷[37]Ansys分析了設(shè)備主軸的可靠性，并且根據(jù)喂入裝置的喂料特性，設(shè)計(jì)了的APDL有限元分析語句。。、2009年，黎粵華[38]Ansys對(duì)生物質(zhì)的成型過程進(jìn)行仿真分析，以長徑比和錐度作為影響成型的主要因素對(duì)于成型過程中壓塊的應(yīng)力和應(yīng)變分布Ansys中的熱分析模塊對(duì)于成型孔的溫度場(chǎng)進(jìn)行了分析等[39]首先運(yùn)用Ansys有限元模擬探討了秸稈漸變擠壓。、2012年，朱家誠等[40]Ansys對(duì)壓塊機(jī)主軸箱體在穩(wěn)態(tài)2013年，[41]利用Ansys對(duì)于秸稈物料和環(huán)模塊間的接觸進(jìn)行分析，得出了秸稈物料在環(huán)?？變?nèi)受到的摩擦力及其變化規(guī)律。劉洋[42]Ansys分2014年，段建等[43]Ansys以水稻秸稈為原料，對(duì)于壓塊成型當(dāng)前環(huán)模壓塊成型及設(shè)備存在的問本文中所采用的9-2000A環(huán)模式壓塊機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中為了將前次擠壓用通過上述對(duì)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的分析可知當(dāng)前在環(huán)模秸稈壓塊的生-溫度場(chǎng)的耦合仿真和試驗(yàn)為最重要的特性，為了在實(shí)際生產(chǎn)保證對(duì)高熱值壓塊的生產(chǎn)提供理論依據(jù)本文對(duì)壓塊熱值對(duì)應(yīng)的物料特性進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)研究。本文的主要研究內(nèi)Ansys軟件對(duì)不同孔型環(huán)模塊進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)對(duì)預(yù)AnsysAPDL語言分別對(duì)方形孔和圓形模塊進(jìn)行受力分析，建立壓塊成型過程的力學(xué)模型；以秸稈熱特性的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)利用Ansys軟件對(duì)方形孔和圓形模江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文1111第二章秸稈壓塊熱值特性試驗(yàn)研熱值試驗(yàn)材料和儀413品種型水稻秸稈成型，D=27mm；9JYK-2000A型環(huán)模式成型機(jī)（江蘇中威新能源科技）；JA312002電子天（電子），最大量程100g，精度為0.1mg；竑力超速多用途粉（杭州卓馳儀器）；智能馬弗爐（杭州卓馳儀器）試驗(yàn)方9JYK-2000A型環(huán)模式成型機(jī)上進(jìn)行壓塊生產(chǎn)，取得不同條件下生產(chǎn)的圓柱狀秸稈壓塊樣品，圓柱狀，直徑D=27mm2.1所示，再用小刀均切成長度為80mm，用烘箱配合高頻波數(shù)字水分儀將壓塊含水率調(diào)成10%、14%、18%、22%26%580mm的秸稈壓塊均勻切成相等的段，裝入密封袋保存。取4小段中的其中一段進(jìn)行密度測(cè)量，在250mL的量杯V1后，將壓塊放入已調(diào)整好的電子天MV2，從

V2V1

(2-2.1Fig.2.1Classificationofricestraw20.7g/cm30.9g/cm3、1.1g/cm3、1.3g/cm3和1.5g/cm3進(jìn)行分類。取剩余的兩段壓塊中其中一段放入馬64%、68%、72%、76%80%進(jìn)行分類。在對(duì)各類樣品歸類標(biāo)注后，如圖所示，按照Designexpert8.0.61份樣品放入高水稻秸稈壓塊揮發(fā)分和熱值的測(cè)，依照農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)N/1881.4201《生物質(zhì)固體成型試驗(yàn)方法對(duì)稻秸稈壓塊的揮發(fā)分按照以下方法進(jìn)定取壓塊樣品用小刀切碎后放入機(jī)中粒徑為10~30目取出裝于密封袋中將空坩堝及蓋放置在坩堝（900±107min1g0.1mg，卻的坩堝架上，放入已升溫至920℃的馬弗爐中。在爐中保持7min±5s后，取出VdV100(m2m3)

w100w式中：m1為空坩堝和蓋的質(zhì)量，g；m2為燃燒前坩堝蓋和試驗(yàn)樣品的質(zhì)量g；m3為燃燒后坩堝、蓋和坩堝內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量，g；w2.2Fig.2.2Combustionresidueofricestrawbriquetting堝，洗凈并干燥后置于電子天平上稱量質(zhì)量為M1。取經(jīng)機(jī)的壓塊碎屑放入小坩堝中，質(zhì)量約為1~1.5g，置于天平上稱量質(zhì)量為M2。在氧彈內(nèi)部系2.3Fig.2.3Automaticcalorimeterusedinthe將氧彈放入全自動(dòng)量熱儀中，并通過顯示屏輸入壓塊碎屑的質(zhì)量(M2-M1)和含試驗(yàn)設(shè)用Design-Expert8.0.6軟件設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)[48~51]。在滿足試驗(yàn)要求的前提下，減少y=2252.1Tab.2.1Actualvalueandcodeof因素X1/(g.cm01244結(jié)果與分Design-Expert8.0.6軟件中的回歸分析功能，對(duì)試驗(yàn)所得的結(jié)果進(jìn)行分2.2所示。2.2Tab.2.2ExperimentdesignandX1/(g.cm-

12--03-024-1-5-216--278-019-1--200-10--01202-1-01-210-12-2--2-120-210222回歸模型建立和檢和其他適當(dāng)?shù)挠?jì)算而獲得的[52~53]。將本試驗(yàn)方案以及試驗(yàn)結(jié)果導(dǎo)入Design-Expert8.0.6，關(guān)于低位熱值回歸方程方差分析結(jié)果如下表2.3所示。其中R2稱為方程的相關(guān)性，代表方程中自變量X關(guān)于因變量Y的擬合程度。所得R2的修正值為0.87，表明回歸方程與試驗(yàn)值整體上符合程度較高。F檢驗(yàn)是用來判斷線性P<0.05P=0.0023，體現(xiàn)出所得回歸方程的顯著性水平較高，擬合良好。信噪比AdeqPrecision的值很高，為7.486，表明該模型可用于表2.3低位熱值回歸方程方差分析Tab.2.3VarianceysisofregressionequationforrelaxdensityFP91111117.68×10-111 預(yù)測(cè) -2調(diào)整R2 信噪 2X2X3、X2、X32t檢驗(yàn)不顯著，故可以省略[54]。低位熱值與各因素的回歸Y1=-13898.57-11543.46X1- .16X3-15534.79X1X2-179.96X12.4Fig.2.4Internallystudentizedresidualsoflowcalorific2.4為低位熱值擬合模型的學(xué)生化殘差分布情況，從中可以看出，由于各各因素對(duì)各項(xiàng)性能指標(biāo)影響的主次分2.4所示。2.4Tab.2.4Importanceofeffectsoffactorsonresponse7.68×10-各影響因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響規(guī)

2.5Fig.2.5Thecontourofrelationshipbetweenvariousinfluencing對(duì)于低位熱值的影響很小，可以忽略不計(jì)，故以下對(duì)（密度×揮發(fā)分）、（2.5a2.5b為密度、含水率與低位熱值和密度、揮發(fā)分與低位熱值之2.5aY軸正方DignExprt8.0.62500kl1.15g/cm3時(shí)，2.5b2600kl1.10g/cm3.時(shí)，隨著密度增大，揮發(fā)分又呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。熱值模型的優(yōu)優(yōu)化方案的設(shè)在試驗(yàn)結(jié)果分析及模型擬合的基礎(chǔ)上，利用Design-Expert8.0.6中的優(yōu)化功以最佳低位熱值為優(yōu)化目標(biāo)如表2.5所示Design-Expert8.0.6軟件根據(jù)優(yōu)化塊密度是1.39g/cm3，含水率為13.68%，揮發(fā)分為0.76時(shí)，水稻秸稈壓塊的最佳2849.45kcal。2.5Tab.2.5Optimizationschemeoflowcalorific密度/g.cm-含水率低位熱123456789試驗(yàn)驗(yàn)2.6所示，1~3組試驗(yàn)參數(shù)不同于前面設(shè)計(jì)的正交試驗(yàn)。2.6Tab.2.6Parametersofinfluencingfactorsinvalidationtestandysisofthe序 含水率 揮發(fā) 結(jié)果低位熱值1123--feEE2.65%5%，可以被用于后續(xù)的熱值預(yù)測(cè)及優(yōu)化分析。0.76江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文2222第三章不同目數(shù)水稻103.13.1Fig.3.1Ricestrawwithdifferentmeshesafter不同含水率的水稻秸稈的將不同目數(shù)的秸稈分別倒在紙板上放入自動(dòng)程控烘箱，當(dāng)烘箱溫度上升到15010min后，取出秸稈用數(shù)字水分儀測(cè)量含8%15%22%29%36%，裝入密封袋中做好標(biāo)記。比熱容的測(cè)量次試驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（藍(lán)寶石）3.2所示，在升溫爐中的左右整，最終使得參比物與樣品之間的溫差ΔT趨近于零。在這過程中，樣品的冷卻速度（或加熱速度）T的變化趨勢(shì)與試驗(yàn)中所記錄的ΔP隨溫度T的變化趨勢(shì)3.2Fig.3.2MeasuringprincipleofdifferentialscanningmJ/s，試樣的放熱或吸熱的熱量為：Qt1Pd又由比熱容的計(jì)算：c

比熱容的測(cè)本次試驗(yàn)比熱容值的測(cè)定采用德國耐馳公司生產(chǎn)的STA449C綜合熱分析儀，最大測(cè)量溫度為1500℃，運(yùn)用差式掃描量熱法進(jìn)定在正式測(cè)量之前需要20℃/min200℃20ml/min，測(cè)定過程3.3所示。3.3DSCFig.3.3DSCcomprehensive yzerand比熱容試驗(yàn)的方案設(shè)確定了各影響因素合適的條件范圍，采用三因素五水平，并采用Design-8.0.6Design-Expert8.0.6提供的CentralCompositey=220個(gè)處理組合。試驗(yàn)因素水平及條件如3.1所示。表 Tab.3.1Codetableofeachvariable

溫度含水率 粒- - 1 試驗(yàn)結(jié)果與分結(jié)果和分Design-Expert所示：3.2Tab.3.2Themethodandresultof序號(hào)溫度/℃含水率/%粒度/mesh比熱容12--03-024-1-5-216--278-019-1--200-10--00001202-1-01-210-11112-2--2-120-210222比熱容回歸模型方差分ign-Exprt8..63.3所示：3.3Tab.3.3VarianceysisofregressionequationaboutspecificheatFP9111111111 R2調(diào) 精度根據(jù)以上方差分析的結(jié)果，作為線性方程的確定性系數(shù)，R2的修正值為水平在0.05以下，均有意義，而本次試驗(yàn)所得P＜0.0001（遠(yuǎn)大于0.05），體現(xiàn)14.644，表明該模型可用于比熱容值的預(yù)測(cè)。3.3F值的可以反映溫度、含水率和粒度對(duì)于比熱容的貢獻(xiàn)率，F(xiàn)值越大，表示對(duì)比熱容的越大[16]。所以根據(jù)F>粒度>

含水率×粒度因素間交互作用對(duì)比熱容值的影響如圖3.4所示可以看出溫度X1的最佳75℃~110℃X218.2~23.6%X3的最38~45目。3.（22%22%4040目時(shí)，秸稈的粒度越大，比熱容越大。水稻秸3.（b8585溫度作為影響秸稈物料特性的重要因一當(dāng)溫度升高時(shí)子之間的黏結(jié)作用增強(qiáng)，從而最終影響了秸稈的比熱特性[17]。 3.4Fig.3.4ThefigureofResponsesurfaceoffactors’in onthespecificheatcapacity3.4（c）所示，秸稈的比熱容值隨著1英寸線段內(nèi)的孔排列數(shù)。當(dāng)目數(shù)越大，秸稈切割實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和討3.428℃~200℃進(jìn)行比熱容值的測(cè)Origin8.03.5所示：3.4Tab.3.4Factorsofsixverified粒度含水率883.5Fig.3.5Thecurveofheatcapacityalongwiththechangeoftemperatureunderdifferentconditions22%20目所測(cè)得的比0.18J/(mg.℃)8%60目，所測(cè)得的比熱容的峰值為26.8J/(mg.℃)，所以對(duì)于秸稈擠壓成型為一種固體來講，熟悉和掌握不75℃~110℃22%（75℃~110℃，含水率的最佳取值范圍是18.2%~23.6%，粒度的最佳取值范圍是38目~45第四章低了模具的使用，而且變形的環(huán)模塊反作用于生物質(zhì)成型，影響了秸稈壓塊不均勻，從而影響了壓塊的成型質(zhì)量和設(shè)備的使用。故借助于大型有限元分Ansys中的Thermal環(huán)模壓塊成型機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原模輥式擠壓是生物質(zhì)固體成型技術(shù)中的一種一般在電熱絲加熱的條件4.1集熱系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)等其模塊作為秸稈壓塊成型的場(chǎng)所與秸類型環(huán)模塊的選用將直接決定壓塊成型的形狀以及其設(shè)備使用的長短。江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文333..2.壓輥4.1Fig.4.1Structurediagramofstrawbriquettingmachinewithverticalring9JYK-2000A4.1所示：4.19JYK-2000ATab.4.1Technicalindicatorsofringdiestrawbriquettemachineoftype9jyk-尺寸指 參 成型指 參 能耗指 參（長×寬（長×寬 主軸轉(zhuǎn)速 1000～2000kg.h-

成型密 0.8～1.3g.cm- 主電機(jī)功 23臺(tái)環(huán)模式壓塊機(jī)同4.24.2Fig.4.2Productionlineofringdiestrawbriquette變化，即：TTx,y,zt。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)在時(shí)間和空間上處于穩(wěn)定時(shí)，它便處于一4.3所示：4.3Fig.4.3Threedimensionalmodelofthermal設(shè)微元在dt

T

(4-

(4- Qqdydzdt dxdydzdt

(4- Qqy Qqz

(4-(4-qx

T,

T,

kz

(4-代入式(4-3)~(4-5)

T

T

TQx

xy

yz

z

(4- 設(shè)單元體內(nèi)能夠自給供熱，所產(chǎn)生的熱源密度為Qx,y,z,t，則該熱源在

Q0

(4- T T T

(4-cdxdydztdtxkxxykyyzkzzdxdydzdt ckkk T T T

(4-ctxkxxykyyzkzzQ tTx,y,zt

Tx,y,

(4-Tw

fx,y,z,t,t

(4-qTfx,y,z,t

(4-式中：n溫度差的增大而增大，用表示為kThTT

(4- 式中：Tf——流體介質(zhì)的溫度；k——換熱系數(shù)三維溫度場(chǎng)理論分析和求 2T2T2T

2

(4- 2k

z2

2Ts

TqBdV式中：T——物體內(nèi)部的溫度；Ts——物體內(nèi)部表面溫度當(dāng)泛函數(shù)I取極值時(shí),即δI=0所得的溫度場(chǎng)T(x,y,z)在變形體V所以，首先將求解域離散為nnnIIe1

(4-Ie

TNT

(4-TTTxyz,tNTe由式(4-17)BNNN

TBT

(4- zrITeTr

rrNThTdSTi

llNTTdSTeTi

nNqSNqSdS2I

NTqB(4-BTqB

qCT NTqdVNTqdVNT B式(4-19)ReB容矩陣

環(huán)模塊預(yù)熱溫度場(chǎng)仿真分環(huán)模塊預(yù)熱溫度場(chǎng)仿4.4Fig.4.4Heatingdeviceverticalringdie由于設(shè)備中使用的是組合式環(huán)模塊，環(huán)模塊的數(shù)量為60?？紤]到幾何的對(duì)1/601塊和電熱絲位置優(yōu)化配置的方法相同在本文中主要對(duì)圓形模塊的預(yù)熱溫度場(chǎng)分析和優(yōu)化研究進(jìn)行了論述。根據(jù)對(duì)實(shí)際零件測(cè)繪所得的參數(shù)，首先在Solidworks4.5所示，并將其轉(zhuǎn)換成.x_t格式后，導(dǎo)入到Ansys軟件中進(jìn)行預(yù)熱溫度場(chǎng)的分析。4.5Fig.4.5Threedimensionalmodelofring在仿真前，首先對(duì)環(huán)模塊傳熱模型的簡化作以下基本假設(shè)(5)熱流率為 熱生成率為 (4-Ansys40Cr，取密度為8450kg/m3，彈性模量為2.08×1011Pa，泊松比為0.31[61]459.8J/(kg·℃)，導(dǎo)熱系數(shù)為62W/(m·℃)，熱膨脹系數(shù)為1.9e-5，并設(shè)置環(huán)模塊與9.23W/(m2·℃)，環(huán)模塊初始溫度和周圍空氣溫度為20℃[62~63]。上壓板和下壓板的材料為Q235，比熱容為310J/(kg·℃)，導(dǎo)熱系數(shù)3.16×107W/m3。olid70310-3m。同時(shí)為準(zhǔn)確分析TIE180030分HG=3.16×107W/m320℃4.6所示。4.6 ysismodelafter環(huán)模塊預(yù)熱溫度場(chǎng)結(jié)果分(a)預(yù)熱5分 (b)預(yù)熱10分(c)預(yù)熱20分鐘 (d)預(yù)熱30分鐘圖4.7環(huán)模塊的預(yù)熱溫度場(chǎng)分布Fig.4.7TheringmoduleofpreheatingtemperaturefieldAnsys軟件中的后處理模塊對(duì)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，5分鐘、10分鐘、2030分鐘的環(huán)模塊溫度場(chǎng)云圖，如圖4.74.520分鐘后，環(huán)模塊的溫度可達(dá)到最低溫度84℃，最高溫度129℃，此時(shí)的溫度已基本符合實(shí)際生產(chǎn)的起4.5中()~(d)其中最高溫度基本出現(xiàn)在電熱絲附近的環(huán)模塊處最低溫度靠近環(huán)模塊的出口位置在環(huán)模塊靠近處的側(cè)端出現(xiàn)了較大區(qū)域的紅4.8而對(duì)于溫度場(chǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)歸根結(jié)底是對(duì)于環(huán)模塊內(nèi)的電熱絲的位置的優(yōu)化配置[66]4.8Fig.4.8Strandedstrawbriquetteblockingring通過后處理器中的PathOperation，按一定順序依次選中軸向路徑的節(jié)點(diǎn)，并將溫度場(chǎng)分析的結(jié)果映射到模型的軸向路徑上，從而可以得到如下沿軸向路徑R24.94.9Fig.4.9Curveofaxialtemperature環(huán)模塊預(yù)熱溫度場(chǎng)優(yōu)化設(shè)電熱絲位置配置參數(shù)化設(shè)計(jì)及優(yōu)Ansys程序提供了零階和一階兩種優(yōu)化的方法，可以滿足幾乎所有優(yōu)化問而一階方法需要考慮目標(biāo)函數(shù)與設(shè)計(jì)變量之間的相互關(guān)系，從而適用于目Ansys軟件中設(shè)計(jì)了對(duì)問題進(jìn)行解析、估算和校正的循環(huán)程序，即分析起始優(yōu)基于傳統(tǒng)的優(yōu)化理論，Ansys的優(yōu)化分析對(duì)于所要優(yōu)化的模型首先進(jìn)行參Ansys江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文4444601001個(gè)。所以在對(duì)電熱絲位置配置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)前，首先對(duì)于所要優(yōu)化的物4.10Fig.4.10Configurationofheatingwireinthering4.10L1L2作為優(yōu)化變量，L=L1+L2δ=Tm-TnTm為環(huán)模塊在電熱絲加熱后所形成溫度場(chǎng)的最高溫度，Tnδ為

AnsysAPDL語言可對(duì)優(yōu)化過程中的分析文件4.2Tab.4.2Heatingwireconfigurationoptimization123456789預(yù)熱溫度場(chǎng)優(yōu)化結(jié)果分Ansys14.04.218，即當(dāng)L1=43.59mm，L2=47.83mm30 4.11Fig.4.11Optimizedpreheattemperaturefieldofring141.23℃161.29℃20.06℃。并利用ansys5min，10min，20min和30min時(shí)，環(huán)模塊的預(yù)熱溫度場(chǎng)分布云圖以及相對(duì)應(yīng)的最低溫4.11所示。由圖4.11中優(yōu)化后環(huán)模塊預(yù)熱溫度場(chǎng)的云圖可以看出，在加熱的不同時(shí)間段，環(huán)模塊的紅域，即高溫區(qū)域明顯減少，而黃域，也是中溫區(qū)域相對(duì)4.3時(shí) δδ優(yōu)時(shí) δδ優(yōu)原Φ=（δ原-δ優(yōu)）/δ4.12Fig.4.12Curveofaxialtemperaturedistributionafter4.1230Ansys14.0對(duì)環(huán)模塊進(jìn)行溫度場(chǎng)分析，結(jié)果表明加熱至20分鐘后環(huán)模塊的最低溫度84℃，最高溫度129℃，溫度基本符合實(shí)際生產(chǎn)勻，特別在加熱20min后溫差達(dá)到了45.01℃，并且分布曲線呈現(xiàn)較大波動(dòng)且沿容易產(chǎn)生較大的附加熱應(yīng)力而影響環(huán)模塊的使用。整體溫度趨于平衡，溫差明顯減小，在加熱20min后，環(huán)模塊的溫度差降為第五章基于彈塑性力學(xué)生物質(zhì)塑性變形理在假設(shè)的前提下可通過連續(xù)體塑性力學(xué)的知識(shí)來物質(zhì)秸稈致密成型屈服準(zhǔn)著本質(zhì)的區(qū)別。前者以彈性狀態(tài)的極限，即屈服應(yīng)力準(zhǔn)則，而對(duì)于復(fù)雜應(yīng)力的情況，屈服準(zhǔn)則是以應(yīng)力ijF0F0 F0材料所處的狀態(tài)為彈性當(dāng)點(diǎn)的位置位于曲面上時(shí)F0， 體積變形能所產(chǎn)生的影響考慮在內(nèi)。在主應(yīng)力tm的三中，致密成型P點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)mpP點(diǎn)的位置就會(huì)位于屈服表面上。由于Q點(diǎn)m0屬于純剪狀態(tài)，所連接PQ的曲線有且只能存在三種形式（3-l中的l、2、3曲線）。5.1Fig.5.1Geometricmeaningofyield的假設(shè)，秸稈成型將靜水壓力考慮在內(nèi)，所以在屈服條件下Tresca準(zhǔn)則、Mohr-coulomb準(zhǔn)則和Mises準(zhǔn)則具有一定的不適用性。故在針對(duì)本文水稻秸稈擠壓成Drucker-prager屈服準(zhǔn)則。強(qiáng)化準(zhǔn)足強(qiáng)化準(zhǔn)則[73]。在這過程中，根據(jù)應(yīng)力ij和應(yīng)變ijp之間的關(guān)系可以確定加載 F,p,k 式中k參數(shù)反映整個(gè)應(yīng)變過程狀態(tài)kKdsp流動(dòng)準(zhǔn)

(5-G,H

(5-

pd

(5-——確定塑性應(yīng)變?cè)隽看笮〉暮瘮?shù)，和應(yīng)力狀態(tài)和加載歷史密切HF——塑性勢(shì)函數(shù)。A變形前后的坐標(biāo)分別為aixi，則關(guān)于A點(diǎn)的位移可表示：aixi xaxuix

(5-dadxdudxu

i, 設(shè)過A

0

(5-(5-根據(jù)歐拉有限應(yīng)變張量

dx

ds2ds

(5-iojioj0ds2ds2dx0

da

dx

u

dx

u,dx

u,u

dx

(5-,,

u

u,u

由式（5-7）與（

i,

uj

uk

uk,j

(5-如果是小變形時(shí)，ui,j1，則略去（5-9）的二次項(xiàng)，得到應(yīng)變張量 1

(5-引進(jìn)克羅內(nèi)克符號(hào)ij

1,i0,i

(5-在笛卡爾直角坐標(biāo)系中，定 西應(yīng)變張量為eij

1

uj

uk

(5- 2 x jxi的函數(shù)用位移矢量u表示。在t內(nèi)存在一個(gè)面元niATii設(shè)此面元上應(yīng)力矢量tn為i ijtnni,j ij

(5-以即時(shí)坐標(biāo)表示基準(zhǔn) 西應(yīng)變方程及歐拉應(yīng)力表示的一維表達(dá)式為 s 1

l2es10

(5- 2

l最終由(5-12)~(5-14)11

t

se

(5-1 2

9

1之間存在關(guān)系1y1圓形環(huán)?？壮尚瓦^程受力5.2F RF

(5-dpxRx江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文5555以5.2 ofbriquettinginthecircularring根據(jù)廣義定律可知

z

x xx1x

z

(5-

x x

zx、、zx、y、z3x、y、zxy、z3個(gè)方向的正應(yīng)力，E為彈性模量，μ在成型過程中，環(huán)模孔存在相等的周向應(yīng)力，即y和z相等，故可將上

E

2uEuxxy

E

(5-xuyxPxPy令W

PPPW

(5-(5- N在擠壓過程中考慮到水稻秸稈物料預(yù)應(yīng)力的存在[77]PN0

(5-FFx

FfFF而 Ff

fPNSxF d.R2F

fPS

(5-將式(5-22)

1W

2fd

(5-x根據(jù)式(5-23)RxRx進(jìn)行相關(guān)x5.3Fig.5.3GeometrysimplifieddiagramofcircularringR1

a

，

aLRaLxR

R2R1

(5- 將上式代入式(5-23)x x0WP

dPx

2R

(5-x R2Lx

1L 2WfLlnR2LR1R2xlnP Px

R2

0W

(5-方形環(huán)?？壮尚瓦^程受力PNWPxP0方形模塊的幾何形狀，建立受力模型如圖5.4所示：5.4 ofbriquettinginthequadratering5.5Fig.5.5GeometrysimplifieddiagramoflongitudinalquadrateringL1y

，

aL

(5-L

L2yL1yx，同理可得L

L2xL1x 2 2 SxyL

L2x

L2yL1yx

(5-

2

FP FP

(5-dF

Ff fPNSxFf

(5-根據(jù)式(5-28)~(5-30)d

L2x

L2yL1yxfWPP

L

(5-P2x

xL2

對(duì)式(5-31)PxxPx

x

(5-0fWPP

L

0

LL

L2

1xx

2

1yx2 2 0 2fWlnC2fWlnAln 0DPxWD

C

W

(5-A

，BL2xL1x,C

,DL2y2 2 在實(shí)際擠壓成型的基礎(chǔ)上對(duì)方形孔和圓形模塊進(jìn)行了受力分析，有限元分析中的耦合場(chǎng)理設(shè)場(chǎng)A的控制微分方程組：fy;o設(shè)場(chǎng)Bgx;o

（在ΩA內(nèi) (6-（在ΩB內(nèi) (6-ABBA

co,i

（在ΩBA內(nèi) (6-coA,iB0（在ΩAB內(nèi) (6-上述式(6-l)~(6-4)中，f、g一般是微分算子；c，dOA、OBAB的輸出變量，iA、iBAB的輸入變量。1235溫度-直接耦合方6.16.1Fig.6.1Methodofdirect間接耦合方6.26.2Fig.6.2Methodofindirect間接耦合法由于可以各自獨(dú)立地進(jìn)行分析，因而適合于兩種分析相互影響度當(dāng)在對(duì)溫度-應(yīng)力進(jìn)行間接耦合分析時(shí)，可在進(jìn)行非線性瞬態(tài)熱分析后，將分析結(jié)果中的任意子步或者時(shí)間步作為應(yīng)力載荷，加載到后續(xù)的靜力場(chǎng)分析中。對(duì)于本章溫度-應(yīng)力場(chǎng)耦合分析可采用直接耦合的方法或者將兩種場(chǎng)先后間稈成型過程中溫度-6.3所示：6.3溫度-Fig.6.3Flowchartofcouplingysisabouttemperature-stress不同環(huán)模塊結(jié)構(gòu)下環(huán)模成型的耦合模型的建Ansys分析的基礎(chǔ)，主要有兩種建模形式：AnsysAnsysparasolid格式導(dǎo)入，這樣的建模方式雖然在對(duì)實(shí)際環(huán)模塊的尺寸進(jìn)繪后，現(xiàn)建立圖6.4中兩種擠壓模型，并將其Ansys軟件中。 6.4Fig.6.4Ringmoduleofdifferent有限元分析的前處SS后，求解前需要進(jìn)行物料參數(shù)和載荷的設(shè)置。由于分析Solid185作為第一步擠壓成型過程中應(yīng)350kg.m-336.03KPa，秸稈類內(nèi)摩擦角28°～33°[81]30.50.3GP0.35[82]40r0.2～0.4[83]0.384]616.2所示，其中比熱容和焓參數(shù)分江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文66666.1Tab.6.1Basicthermalcharacteristicparametersofrice溫度導(dǎo)熱系數(shù)6.2Tab.6.2Enthalpyparametersofricestraw密度/(g.cm-焓（熱值6.5所示。 6.5Fig.6.5ModelmeshedwithTarget170蓋于變形體邊界的實(shí)體單元上；Contact174單元所定義的接觸面用來表示與Target170定義的目標(biāo)面之間的接觸和滑移狀態(tài)。Ansys有限元環(huán)境中載荷的數(shù)學(xué)模型包含有邊界條件和外、內(nèi)部作用力。于所建模型為原環(huán)模塊的1/2，故對(duì)于環(huán)模塊和壓塊的對(duì)稱面上分別施加對(duì)稱載面限制Y方向自由度，同時(shí)對(duì)環(huán)模擠壓出口端面施加固定約束。最后，為使得秸Ansys界面當(dāng)中做如下設(shè)置：計(jì)算時(shí)選用ModifiedN-R求解器，設(shè)置足夠大的載荷步以避免發(fā)散的發(fā)生，在這并在非線性分析的界面選項(xiàng)中打開線性搜索和變形預(yù)測(cè)性求解時(shí)使用非平因子，ball域，初始等。有限元分析的后處Solutionisdone，Ansys中的后處理器分別提取查看不同擠壓階段方形孔和圓形模塊耦合場(chǎng)的應(yīng)力結(jié)果如6.66.7所示。 (c)成型段6.6方形環(huán)模塊溫度-Fig6.6Nephogramofstress-temperaturecouplingfieldaboutsquarering (c)成型段6.7圓形環(huán)模塊溫度-Fig.6.7Nephogramofstress-temperaturecouplingfieldaboutcircularring仿真結(jié)果分為了能夠直觀地查看擠壓過程模塊的耦合應(yīng)力圖，利用Anys中的選功能，對(duì)環(huán)模塊進(jìn)行了選擇，并結(jié)合后處理器提取了環(huán)模塊單元的分析結(jié)果，對(duì)成型過程模塊三個(gè)階段分別進(jìn)行了分析。6.76.8的理。由于兩種環(huán)模塊的都進(jìn)行了倒角處理，從而使得處不再存在應(yīng)力6.76.8中的(b)可以看出，這個(gè)階段中應(yīng)力分布的情況發(fā)生了變階段三——成型段。在建模時(shí)使壓塊的長度大于環(huán)模塊的長度，所以當(dāng)秸稈壓塊擠壓至這個(gè)區(qū)域時(shí)即是環(huán)模塊中已基本擠入壓塊，這個(gè)階段環(huán)模塊的應(yīng)6.76.8中的()段中方形孔的應(yīng)力區(qū)域基本集中在環(huán)模塊的中后段，且在底部和側(cè)部過渡處出現(xiàn)了較大的應(yīng)力集中，極容易造成環(huán)模塊磨損或形成裂紋。在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)于此應(yīng)力區(qū)域的過渡處可適當(dāng)進(jìn)行圓角過渡以減小應(yīng)力。而圓形孔的應(yīng)力區(qū)域基本集中在環(huán)模塊的中前段，大應(yīng)力區(qū)域較小，主要集中在環(huán)模塊的上端部，總提取階段三中方孔和圓孔沿軸向的等效應(yīng)力，并通過Origin8.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)6.8Fig.6.8Equivalentstressofringdieholeaxialalongthe6.8所示，沿軸向圓形孔的最大等效應(yīng)力比方形孔小很多，并且整體擠壓的前提下，圓形孔比方形模塊具備更好的力學(xué)特性。 6.9Fig.6.9RingmodulecouplingtemperatureSwitchElemType中StructoThermal功能，將分析單元由Solid185轉(zhuǎn)換成熱分析單元Solid70，重新設(shè)置分析選項(xiàng)和載荷步選項(xiàng)后進(jìn)行求解，得到方形孔和圓形模塊的耦合溫6.9所示。6.9，兩種孔型對(duì)于耦合溫度場(chǎng)的高溫區(qū)域相同，主要集中在擠入變抗熱性。但是，對(duì)于預(yù)熱、擠壓耦合后所產(chǎn)生的最高溫度，圓形模塊為136℃，方形模塊為160℃，在相同產(chǎn)量和預(yù)熱溫度的前提下，圓形孔的摩仿真結(jié)果的驗(yàn)?zāi)K應(yīng)力數(shù)值進(jìn)定性驗(yàn)證。但是，由于生產(chǎn)條件的限制，無法在擠壓成型本次溫度測(cè)定實(shí)驗(yàn)所采用的設(shè)備為Ti45型紅外線熱成像儀如圖6.10所示，件Smartview6.10Fig.6.10Thermal能較準(zhǔn)確地在一張中獲得一整塊環(huán)模塊所對(duì)應(yīng)上壓板的溫度場(chǎng)分布所以在6.3所示。圖6.11熱成像溫度的處Fig.6.11Processingoftemperatureaboutthermal6.3Tab.6.3Contrastoftemperatureaboutring將表6.3的數(shù)據(jù)結(jié)果導(dǎo)入到Origin8.0中進(jìn)行處理，得到如下圖中關(guān)于仿真6.12Fig.6.13Temperaturecontrastofsimulationandmeasurementofsquare6.13Fig.6.14Temperaturecontrastofsimulationandmeasurementofcircular根據(jù)圖6.12和圖6.13中所示，由于紅外線熱成像儀得到的是上壓板的測(cè)量利用Ansys軟件對(duì)方形孔和圓形模塊進(jìn)行了耦合場(chǎng)分析，重點(diǎn)探討了Origin8.0軟件中進(jìn)行處理，結(jié)果表明，對(duì)于環(huán)模江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文7777第七章design-expert8.0.6軟件設(shè)計(jì)了三因素五水平的正交旋合試驗(yàn)，取試得到了最佳低位熱值各影響因素的模型指標(biāo)為：密度為1.39g/cm3，含水率為Origin8.038目~45目，經(jīng)過后續(xù)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與先前結(jié)論一致。ys208412920min45.01ysL語言對(duì)熱20min后，環(huán)模塊的溫度差降為19.25℃，有效改善了環(huán)模塊預(yù)熱溫度的不均擠壓過程中的本構(gòu)關(guān)系并在實(shí)際擠壓成型的基礎(chǔ)上對(duì)方形孔和圓形模塊進(jìn)利用nys軟件對(duì)方形孔和圓形模塊進(jìn)行了耦合場(chǎng)分析重點(diǎn)探討了靠性和實(shí)際參考意義。本文對(duì)于環(huán)模壓塊機(jī)在生產(chǎn)前的預(yù)熱對(duì)于環(huán)模塊溫度的均勻性進(jìn)行了通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行快速且均勻預(yù)熱。[1],,孫宇,蔣.生物質(zhì)(秸稈)致密成型技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國農(nóng)機(jī)化學(xué)張百良.生物質(zhì)成型技術(shù)與工程化[M].科學(xué)，ISBN978-7-03-033930-[J], 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