板栗揉搓式破殼機(jī)理的試驗(yàn)研究及有限元分析.pdf

1、本文包括板栗的干燥特性試驗(yàn)、力學(xué)特性試驗(yàn)、揉搓破殼性能試驗(yàn)及有限元分析。力學(xué)特性試驗(yàn)采用了單因素和多因素試驗(yàn)方法研究了板栗大小等級(jí)、含水率、加載速度、動(dòng)定齒板間距等因素對(duì)破殼力的影響。破殼性能試驗(yàn)采用單因素和雙因素正交試驗(yàn)的方法研究了加載速度、含水率以及動(dòng)定齒板間距等因素對(duì)破殼率和破仁率的影響。在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)之上，應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS對(duì)板栗的受力狀況進(jìn)行了仿真分析，主要結(jié)論如下： 1)板栗在65℃下干燥時(shí)，褐變情況較少

2、，只有C等級(jí)的板栗在干燥75分鐘后出現(xiàn)稍許斑點(diǎn)。因此，可在65℃下、75min內(nèi)對(duì)板栗進(jìn)行干燥。 2)通過(guò)板栗揉搓破殼的單因素試驗(yàn)確定影響板栗破殼力的因素為板栗大小等級(jí)、板栗含水率以及加載速度；大小等級(jí)、含水率對(duì)破殼力的影響比較明顯，板栗的破殼力隨著板栗大小等級(jí)的增大而增大，隨著含水率的減小而減??；加載速度對(duì)破殼力的影響較小，動(dòng)定齒板間距對(duì)破殼力無(wú)顯著影響。分別建立了板栗破殼力與栗大小等級(jí)、含水率和加載速度之間的函數(shù)關(guān)系式。

3、 3) 由板栗破殼性能試驗(yàn)研究得出：板栗的破殼率隨著含水率的降低而增加，破仁率隨卻著含水率的降低而減??；板栗的破殼率和破仁率均隨著加載速度的增大而增加，但當(dāng)速度大于20mm/min時(shí)，破仁率的增加趨勢(shì)明顯大于破殼率的增加；破殼間距越小破仁率越高，破殼間距過(guò)大或過(guò)小都會(huì)增加破仁率；對(duì)于厚度范圍為17.5mm-18.5mm，平均厚度約為18.1mm的半球形板栗，最佳的破殼間距為17.4mm，略大于栗仁的厚度，最佳破殼速度為20mm/mi

4、n。 4)根據(jù)板栗的物理參數(shù)，用有限元分析軟件ANSYS建立了板栗的實(shí)體模型。并通過(guò)單元選取、網(wǎng)格劃分和建立接觸對(duì)等生成了板栗的有限元模型。 5)試驗(yàn)中采用了在板栗XZ平面的Z方向施加揉搓力的加載方式，用有限元分析軟件ANSYS對(duì)該受力狀況下板栗的應(yīng)力和應(yīng)變分布狀態(tài)進(jìn)行了模擬分析，由結(jié)果可知板栗應(yīng)力和應(yīng)變主要出現(xiàn)在曲面頂部，板栗破裂位置也出現(xiàn)在此處，通過(guò)驗(yàn)證證明了所建模型的可行性。 6)利用所建立的有限元模型，分