双模挤压过程颗粒的应力与挤压模的受力分析
The Stress Analysis of Pellets and Extrusion Mold during the Extrusion Process in the Double Die Mold
生物质能源是唯一可再生的碳源,对其开发利用不仅能够替代传统能源而且能够改善环境.因此生物质成型技术得到了世界各国的高度重视.但该技术还存在许多瓶颈,如成品品质参差不齐、环模报废率高、生产成本及能耗高等问题,因此以提高产品品质,增加环模使用寿命为目的,对颗粒和挤压模应力进行分析研究具有重要的意义.本文以双腔制粒机成型技术为研究对象,分别从双腔制粒机的结构、工艺流程、工作原理三个方面,介绍了其相对于传统制粒机的优点,同时分析了,环模的失效形式及原因.应用ANSYS模拟软件对挤压成型过程进行了模拟,通过对生物质颗粒应力以及模孔的受力分析,得出成品出现裂纹和松弛的现象与物料在径向方向上的流变速率不一致有关.得到环模的失效主要来自两方面的磨损,分别为颗粒受力不均使颗粒局部硬化,对模具造成磨料磨损,以及在模具锥面与保型区连接处附近的疲劳磨损.本文对30°、45°、60°三种锥度的模型进行了研究,分别从对模具,对载荷的影响进行优化对比分析,研究结果表明45°模具不仅提高了成品的品质而且降低了模具的磨损.进一步对45°模具进行圆弧过度,研究结果表明,通过圆弧过度能够降低锥面与保型区附近的摩擦力,并使应力分布更均匀,缓解了该区域的疲劳磨损.本文通过ANSYS对制粒过程中颗粒以及挤压模的应力分析的研究,为提高产品品质和增加环模的使用寿命提供了理论依据;对模具的优化对比分析的研究,为环模结构的优化提供了理论依据和参考.
- 作者：
- 宋庆国
- 学位授予单位：
- 天津科技大学
- 专业名称：
- 工程硕士(全日制)(专业学位)
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2016年
- 导师姓名：
- 卢晓江
- 中图分类号：
- TK6
- 关键词：
- 生物质；有限元；成型；优化
- biomass; briquetting; finite element; optimization;