环保智能型免水冲厕所机构研究

论文摘要

在环境日益恶化、不可再生资源日益紧缺的今天,绿色环保、节能减排已深入到社会生活的各个方面。鉴于传统水冲厕所耗费资源、污染环境等诸多缺陷,并结合国内外研究现状,我们提出了环保智能型免水冲厕所机构研究的课题。本文在安徽省教育厅高校省级自然科学重点研究项目“环保智能型免水冲厕所的研究与开发”KJ2008A008（2008.1-2009.8）的研究基础上,对环保智能型免水冲厕所机构的主要部件进行了设计、优化及校核。首先,介绍了本环保智能型免水冲厕所的特点、功能、工作原理,结合国内外研究现状,指出了对环保智能型免水冲厕所机构研究的必要性。接着,阐述了环保智能型免水冲厕所相关机械部分的设计,主要包括传动系统的设计、搅拌系统的设计以及排气系统的设计,特别介绍了其主要部件螺旋滚筒的结构、传动、安装、布置。并在此基础上,探讨了物料的运动原理。其次,运用大型CAD设计软件Pro/Engineer建立螺旋滚筒的三维模型,在大型有限元分析软件ANSYS的平台上,对螺旋滚筒进行静力学分析,得到静态载荷作用下结构的节点应力云图和变形云图。为使螺旋滚筒设计最优,分别从改变模型结构参数和材料属性方面进行了优化。然后,对优化后的有限元模型的动态特性进行校核。通过模态分析,得到了螺旋滚筒的前几阶固有频率、振型和应力分布图。根据螺旋滚筒的谐响应分析,计算出螺旋滚筒在几种频率下的响应并得到一些响应值对频率的变化曲线,以确保优化后模型动态性能的稳定性。最后,通过对优化结果的比较,分析了使用环保智能型免水冲厕所的经济性,并对其使用前景做出了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景及来源
• 1.1.1 课题研究背景
• 1.1.2 课题来源
• 1.2 国内外研究现状及存在的问题
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 存在的问题
• 1.3 该环保智能型免水冲厕所简介
• 1.3.1 生物部分简介
• 1.3.2 电控部分简介
• 1.3.3 机械部分简介
• 1.4 课题研究的主要内容
• 1.5 课题研究意义
• 1.6 本章小结
• 第2章 主要机械部件设计及物料运动分析
• 2.1 传动系统的设计
• 2.1.1 传动方式的筛选
• 2.1.2 各传动件的确定
• 2.1.3 各传动件的布置
• 2.2 搅拌系统的设计
• 2.2.1 搅拌系统的结构
• 2.2.2 螺旋滚筒的设计
• 2.3 物料运动原理分析
• 2.3.1 几个基本概念
• 2.3.2 物料运动形式分析
• 2.3.3 物料颗粒的运动方程
• 2.4 通风系统的设计
• 2.5 本章小结
• 第3章 螺旋滚筒静态有限元分析
• 3.1 静态有限元分析相关理论
• 3.1.1 弹性力学基本方程
• 3.1.2 静态有限元基本方程
• 3.2 ANSYS中螺旋滚筒静态特性有限元分析
• 3.2.1 分析前处理
• 3.2.2 加载和求解
• 3.2.3 查看分析结果
• 3.3 螺旋滚筒的优化设计
• 3.3.1 模型参数优化
• 3.3.2 模型材料优化
• 3.4 本章小结
• 第4章 螺旋滚筒动态有限元分析
• 4.1 动态有限元分析相关理论
• 4.1.1 结构动力学方程
• 4.1.2 结构的自振特性分析
• 4.1.3 结构的频率响应分析
• 4.2 ANSYS中螺旋滚筒模态分析
• 4.2.1 建立模态分析模型
• 4.2.2 设置模态分析参数并求解
• 4.2.3 查看分析结果
• 4.2.4 更换材料分析
• 4.3 ANSYS中螺旋滚筒谐响应分析
• 4.3.1 建立谐响应分析模型
• 4.3.2 设置谐响应分析参数并求解
• 4.3.3 查看分析结果
• 4.3.4 更换材料分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 有限元优化结果经济性分析
• 5.1 优化结果对比
• 5.2 经济性分析
• 5.3 前景展望
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果