生物質(zhì)液壓成型機模具結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化.pdf

1、生物質(zhì)能源具有儲量大、分布廣、可再生等優(yōu)點，其開發(fā)利用可以有效解決當今世界面臨的能源緊張、環(huán)境污染和氣候變化等問題。生物質(zhì)能源發(fā)展瓶頸是原料松散、生產(chǎn)能耗高、模具磨損大、生產(chǎn)成本高等，生物質(zhì)固化成型技術(shù)是有效解決上述問題的技術(shù)之一。
　　 生物質(zhì)固化成型技術(shù)是把松散的原料，固化壓縮成密實規(guī)則的生物質(zhì)制品的技術(shù)，其研究分為成型機理、成型工藝和成型機的研究，其中固化成型機的模具結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵技術(shù)之一。模具結(jié)構(gòu)不但影響成型后制品的質(zhì)量，而

2、且影響生產(chǎn)過程中的能耗和模具的磨損，對模具結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，可以有效提高制品質(zhì)量，降低磨損和能耗，從而降低生物質(zhì)制品的生產(chǎn)成本。
　　 本文利用液壓式成型機，以彈塑性力學(xué)和流變學(xué)為理論，研究生物質(zhì)成型的機理和模具參數(shù)對成型過程的影響。建立模具的模型，分析模具的受力情況，得出模具結(jié)構(gòu)中最重要的參數(shù)是:大端長徑比、兩端面內(nèi)徑比和錐角，嚴重影響生物質(zhì)制品的質(zhì)量和模具的磨損。
　　 利用ANSYS軟件，建立有限元模型，分析整個壓縮過

3、程中材料的位移規(guī)律、應(yīng)力應(yīng)變分布、成型塊的等效應(yīng)力場、模具的等效應(yīng)力場和摩擦力分布情況。由模擬結(jié)果得出模具最大等效應(yīng)力出現(xiàn)在模具錐形區(qū)的大端入口處，影響模具最大等效應(yīng)力最大的因素是模具的大端直徑和錐角。
　　 在有限元模擬中，設(shè)定模具大端長度不變，通過改變大端直徑從而改變大端長徑比和兩端面內(nèi)徑比的值，得出模具最大等效應(yīng)力和模具參數(shù)之間的變化曲線。把模擬出的曲線分別進行曲線擬合，建立優(yōu)化模型，得出模具參數(shù)的最優(yōu)取值。本研究降低了模