高密度压捆过程中压捆室内压力分布研究

论文摘要

玉米是我国第二大粮食作物,种植面积仅次于水稻。玉米秸秆作为玉米收获后的主要副产品,利用过程中存在自然状态松散、容积密度小、收集、运输比较困难、运输时亏吨现象较严重等缺点。将秸秆揉碎后压缩贮存是解决在利用过程中遇到问题一种有效途径。本文以揉碎后的黄玉米秸秆作为试验物料,以液压式高密度压捆装置为试验设备,研究在不同喂入量、不同压缩频率情况下,揉碎后玉米秸秆在高密度压捆过程中压缩室内的压力分布状况。通过试验研究及有限元仿真分析得出以下结论:1.选取喂入量为5kg、4kg和3kg三个试验水平,选取压缩频率为15次/min、18次/min、21次/min三个试验水平进行全因素试验。得出各个因素水平下活塞轴向压缩力及压捆室四壁压力分布规律。2.本文通过对高密度压缩成型后草捆进行有限元仿真分析,得出压缩成型后的玉米秸秆在压捆室内的节点力和节点位移变化最大位置,分析其原因与实际工况条件相符合。3.本文通过对高密度压捆机压捆室进行有限元仿真分析,得出在压捆过程中压捆室的受力分布规律,找到压捆机在工作过程中压捆室变形和受力的最大位置,分析原因与试验结果相符合。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 秸秆的分布及其利用现状
• 1.2 秸秆在利用过程中存在的问题及解决方法
• 1.2.1 存在问题
• 1.2.2 解决方法
• 1.3 国内外相关研究现状
• 1.3.1 压捆机的分类
• 1.3.2 压缩设备研究现状
• 1.4 存在的问题
• 1.5 课题研究的目的及意义
• 1.5.1 课题研究的目的
• 1.5.2 课题研究的意义
• 1.6 课题研究的主要内容
• 2 揉碎玉米秸秆高密度压捆试验研究
• 2.1 试验物料的选取
• 2.2 试验设备的选择
• 2.3 传感器的选择和试验方案
• 2.3.1 传感器的选择
• 2.3.2 传感器的标定
• 2.3.3 传感器的安装
• 2.4 试验因素及水平选择
• 2.5 试验方案
• 2.6 试验数据的采集
• 2.7 试验方法流程框图
• 3 试验数据处理与分析
• 3.1 压缩速度分析
• 3.1.1 不同频率、喂入量下活塞压缩速度
• 3.1.2 不同压缩频率下活塞返程速度
• 3.2 压缩频率为21 次/min、喂入量为4kg 时压捆室受力分析
• 3.2.1 活塞压力分析
• 3.2.2 压捆室上、下壁压力分析
• 3.2.3 压捆室侧壁压力及出口位置草片压力分析
• 4 揉碎玉米秸秆在压捆室内的力场分析
• 4.1 建立有限元模型
• 4.2 定义单元类型
• 4.3 定义材料性能参数
• 4.4 网格划分
• 4.5 加载求解
• 4.6 查看求解结果
• 5 揉碎玉米秸秆压缩过程中压捆室结构静力学分析
• 5.1 建立有限元模型
• 5.2 定义单元类型
• 5.3 定义材料性能参数
• 5.4 网格划分
• 5.5 加载求解
• 5.6 查看求解结果
• 6 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介