本文從生物質(zhì)原料成型的微觀機(jī)理著手，分析了物料的生物構(gòu)造、理化性質(zhì)及微觀力學(xué)特性對成型過程的影響規(guī)律，并提出了秸稈壓縮成型粘接機(jī)制。建立了環(huán)模成型區(qū)的受力模型，對工作過程中物料和環(huán)模的受力情況進(jìn)行了理論分析。設(shè)計開發(fā)了一種新型秸稈環(huán)模成型機(jī)，開展了技術(shù)指標(biāo)制定、主要參數(shù)優(yōu)選、關(guān)鍵部件的設(shè)計和三維模型建立等工作，富通新能源專業(yè)生產(chǎn)環(huán)模式秸稈顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)等生物質(zhì)顆粒燃料成型機(jī)械設(shè)備，如下圖所示：
建立環(huán)模和環(huán)模固化成型模型，基于ANSYS軟件對環(huán)模進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力學(xué)、結(jié)構(gòu)熱力學(xué)和結(jié)構(gòu)動力學(xué)數(shù)值模擬，揭示了環(huán)模的應(yīng)力場、應(yīng)變場、溫度場以及位移分布規(guī)律，重點(diǎn)探討了不同長徑比和不同模孔倒角對環(huán)模應(yīng)力的影響。模擬結(jié)果表明：優(yōu)化環(huán)模模孔錐面的角度和弧度可以有效減少模孔的磨損速率：本文研究條件下環(huán)模的最大應(yīng)力在長徑比為4.5:1時最大，5:1時最小，說明長徑比為4.5:1的環(huán)模最容易損壞，長徑比為5:1的環(huán)模磨損最小；長徑比為5.5:1時環(huán)模的溫度最高，而長徑比為5:1時的環(huán)模溫度最適合生物質(zhì)燃料成型；環(huán)模模孔倒角在30°時，模孔所受應(yīng)力最大，在模孔倒角為60°時，所受應(yīng)力最小，物料更容易被擠壓，環(huán)模使用壽命更長。本文對環(huán)模成型機(jī)核心工作部件環(huán)模的數(shù)值模擬結(jié)果為優(yōu)化環(huán)模材料選擇、保證模具強(qiáng)度、提高模具壽命提供了科學(xué)依據(jù)。
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