苜蓿振动压缩成型过程中的力链演变
内蒙古农业大学机电工程学院;中国农业科学院草原研究所
- 摘 要：
- 为分析生物质在压缩过程中的力学行为,揭示振动压缩成型机理,基于离散元仿真分析方法对揉碎苜蓿振动压缩过程中应力传递,力链结构及演变过程进行研究.参照实际压缩成型试验,建立了揉碎苜蓿压缩系统的离散元仿真模型,利用物理试验对模型有效性进行了验证.基于建立的离散元仿真模型,进行了压缩过程中力链结构及演变的仿真分析,研究结果表明揉碎苜蓿无振动与振动压缩时力链分布及演变过程有所不同,无振动压缩轴向力链从上至下传递,强力链分布密度亦从上到下逐层递减;振动压缩在压缩初期轴向力链由下向上传递,后期则是上下同时向中间传递,压缩结束时成型块内强力链分布较为均匀.径向方向随着压缩行程的增加,强力链出现在心部周围,并且逐渐增强向外传递;在相同时刻,振动压缩时物料内产生强力链的分布密度及强度均小于无振动压缩时产生的强力链.对压缩行程末期的孔隙率研究发现,无振动压缩时上、下层物料孔隙率较小,中下层孔隙率较大,疏密两层孔隙率差值为3.65个百分点;振动压缩时模具内各层物料的孔隙率基本保持由上向下的递减趋势,疏密两层孔隙率差值为2.71个百分点,说明振动有利于均化物料的成型密度.该研究从细观尺度分析了生物质在振动压缩过程中的力学特性,可为探究振动压缩成型机理提供一种新途径.
关键词：振动;离散元;苜蓿;力链;孔隙率
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