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生活各個領域，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)模化利用的重要技術手段。但是目前該技術尚需在成型過程特性及成型摩擦熱方面加深理論研究，揭示秸稈成型粘結機理，為成型制品品質預測和控制、設備優(yōu)化提供理論依據(jù)。
　　 本文通過對秸稈化學組成、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的關鍵因素是壓

2、縮力和成型過程中的摩擦熱?；谠摻Y論，根據(jù)活塞式成型技術間歇式生產的特點，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、接觸力學、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、應力分布及接觸應力情況，為模具設計和成型工藝改進提

3、供方法指導和依據(jù)。
　　 基于摩擦學、傳熱學原理，結合秸稈活塞式常溫成型技術的特點，對成型過程中的摩擦熱問題進行研究，通過引入平均壓力、當量速度等物理量推導成型過程中摩擦熱產生方程，將成型過程摩擦熱問題轉化為第二、三類邊界條件的無內熱源的非穩(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)溫度隨著生產率的提高而提高。
　　 在摩擦熱引起的溫度場規(guī)律研究基礎上，針對目前秸稈類生物質材料的熱物性參數(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提供數(shù)據(jù)支持的同時，也能為秸稈類材料熱相關的技術研究提供依據(jù)；建立秸稈成型過程中摩擦熱傳導模型，分析不同