稻麦秸秆压缩规律研究及其仿真

论文摘要

我国秸秆、饲草等农业生物质资源丰富,其生产量位居世界前列。发展秸秆草物料业具有很大的社会效益、经济效益、生态效益。但是,目前阶段在秸秆的收集、贮存、运输过程中还存在着一定的问题,很大程度上制约了秸秆草物料行业的发展。因此,秸秆压缩技术在秸秆草物料商品化、产业化过程中有着举足轻重的作用。本文根据我国的实际国情,在讨论了草物料压缩理论研究进展的基础上,利用现有的压缩理论作为指导,对稻麦秸秆的压缩过程进行了研究分析。根据实际生产需要以及试验要求,设计出了压缩室截面尺寸可调、压头（活塞）截面尺寸可调压缩试验台。利用微机控制电子式万能试验机对整个实验过程进行数据采集,并对采集到的试验数据对比分析处理,得出稻麦秸秆压缩过程中压缩位移、压缩力与压缩密度的关系。此外,本文还运用了数值分析软件MATLAB/Simulink对打捆机的主要压缩机构-曲柄连杆机构进行了运动学、动力学仿真,得出了曲柄连杆机构中各构件在曲柄不同运动情况下的速度、加速度、位移变化曲线以及在不同动力输入时各构件的受力情况。利用MATLAB仿真,不但可以避免编写复杂程序,同时也大大缩短了设计周期,在便于观察的可视化基础上大大提高了设计效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 课题研究的意义
• 1.3 国内外研究历程及其现状
• 1.3.1 国外草物料压缩设备研究历程及其现状
• 1.3.2 国内草物料压缩设备研究历程及其现状
• 1.3.3 草物料压缩设备研究存在的问题
• 1.3.4 国外草物料压缩特性研究历程及其现状
• 1.3.5 国内草物料压缩特性研究历程及其现状
• 1.3.6 草物料压缩流变学研究存在的问题
• 1.3.7 草物料压缩过程的实质认识
• 1.4 课题研究内容和方法
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究方法
• 第二章 打捆机压缩机构的MATLAB仿真
• 2.1 打捆机压缩机构动态分析
• 2.2 打捆机压缩机构的运动学仿真
• 2.2.1 匀角速度运动时曲柄滑块机构的运动学仿真
• 2.2.2 匀角加速度运动时曲柄滑块机构的运动学仿真
• 2.3 打捆机压缩机构的动力学仿真
• 2.4 小结
• 第三章 基于电子万能试验机的压缩辅具设计
• 3.1 试验台的总体构造
• 3.1.1 微机控制电子式万能试验机性能特点
• 3.1.2 微机控制万能试验机主要技术指标及技术参数
• 3.1.3 微机控制电子式万能试验机工作条件
• 3.1.4 微机控制电子式万能试验机结构特征
• 3.1.5 截面尺寸可调压缩室结构设计
• 3.1.6 截面尺寸可调压头（活塞）结构设计
• 3.2 数据采集分析系统工作流程
• 3.3 软、硬件支持
• 3.4 小结
• 第四章 试验数据以及数据分析
• 4.1 试验材料、压缩截面尺寸及其喂入量的选择
• 4.2 试验过程
• 4.3 试验数据
• 4.4 不同截面下稻麦秸秆压缩力与压缩位移的关系
• 4.5 不同截面下稻麦秸秆压缩力与压缩密度的关系
• 4.5.1 松散阶段秸秆压缩特性分析
• 4.5.2 压紧阶段秸秆压缩特性分析
• 4.6 建立不同截面时的拟合方程
• 4.7 同一截面时不同喂入量对压缩力与压缩位移关系的影响
• 4.8 小麦秸秆直接压缩过程中的压缩功耗
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 攻读硕士学位期间论文发表情况
• 致谢
• 参考文献
• 附录