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平模是生物质颗粒成型机核心的、最易损坏的部件,主要由加工物料过程中模孔与物料的应力及位移变化引起.通过ANSYS分析模孔直径、模盘厚度及模孔倒角3因素变化时平模模盘模孔与挤压物料的位移和应力变化情况,结果显示,模孔所受应力和位移变化随着模孔倒角的增大而减小,随模板厚度和模孔直径的增大而增大.由此可对模盘模孔的成型参数进行分析,确定模孔成型参数为:模孔倒角80°,模盘厚度40 mm,模孔直径应介于7～8 mm之间. 相似文献
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莲藕主藕体弯曲破坏离散元仿真分析 总被引：3，自引：0，他引：3
以鄂莲5号为试验对象,采用单轴压缩试验获取其主藕体弹性模量、剪切模量和泊松比等本征参数,通过摩擦、碰撞试验获取莲藕间及其与钢之间的碰撞恢复系数、静摩擦系数、滚动摩擦系数等接触参数。采用Geomagic studio 3D以及Solidworks软件对莲藕主藕体进行三维建模;利用EDEM仿真软件中的Hertz Mindlin with bonding模型,建立莲藕主藕体离散元模型。以莲藕主藕体弯曲破坏结果为对照,以法向粘结刚度、切向粘结刚度、法向临界应力、切向临界应力为影响因素,开展主藕体弯曲破坏离散元单因素和二因子模拟试验。试验结果显示,法向粘结刚度、切向粘结刚度对第一弯曲破坏发生时位移值以及第一峰值影响显著,法向临界应力、切向临界应力影响不显著;在法向临界应力为3.80 MPa、切向临界应力为3.12 MPa时,采用最速下降法分析确定主藕体法向粘结、切向粘结刚度最优解分别为5.814×108、3.450×108 N/m3,据此获得主藕体第一弯曲破坏仿真峰值和位移值分别为269.72 N、7.14 mm,仿真结果相对实测结果误差分别为2.56%、2.00%。 相似文献
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用流变仪—电子计算机实时测定装置,测定和分析了猕猴桃果实的载荷——变形、蠕变及应力松驰等生物力学特性,并探讨了果实硬度和力学特性之间的相关性。结果表明:果实的压缩或压入强度及破断能均随贮藏时间的增加而减少;果实的蠕变和应力松驰现象,可分别用6单元Burgers模型和5单元Maxwell模型表示,力学模型的粘弹性系数随贮藏时间增加而发生变化;果实硬度和粘弹性模型的弹性系数及压缩或压入强度、破断能间有极显著的线性相关。 相似文献
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考虑颗粒间黏结力的黏性土壤离散元模型参数标定 总被引：12，自引：2，他引：12
【目的】实现黏性土壤离散元模型的接触参数与接触模型参数标定。【方法】基于土壤堆积角物理试验结果,采用考虑颗粒间黏结力的"Hertz-Mindlin with JKR"接触模型进行土壤堆积角仿真试验,借助GEMM(Generic EDEM material model database)数据库获得离散元模型关键参数(包括JKR表面能、恢复系数、静摩擦系数与动摩擦系数),进一步运用Box-Behnken试验方法进行堆积角仿真试验。【结果】通过对试验结果进行多元回归拟合分析获得了堆积角回归模型,回归模型的方差分析表明该模型极显著,试验因素对堆积角的影响为二次多项式,且存在复杂的一次与二次交互作用。以堆积角40.45°为目标对回归模型进行寻优,得到了优化解:JKR表面能7.91J·m-2;恢复系数0.66;静摩擦系数0.83;动摩擦系数0.25。以此优化解进行仿真试验获得的堆积角为39.73°。堆积角仿真试验与物理试验在堆积角度和形状上具有较高的相似性。【结论】可利用该优化参数对样品土壤进行进一步的黏性土壤与触土部件间的离散元仿真,从而揭示黏性土壤在触土部件作用下的运动规律。 相似文献
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《江苏农业科学》2018,(23)
以黄瓜穴盘苗为研究对象,对不同含水率水平下的穴盘苗钵体进行压缩变形力松弛试验,研究分析钵体压缩-力松弛特性。结果表明,在不同含水率下穴盘苗钵体平板压缩的抗压力与变形关系遵从三次多项式变化规律,随着压缩变形的增大,钵体压缩刚度先减小后增大,呈抛物线变化趋势,当钵体变形低于2. 74 mm或高于4. 95 mm时,钵体含水率A2水平相比含水率A1、A3水平具有较高的压缩刚度,表现较大的抗压能力。利用二单元Maxwell模型能够有效描述钵体压缩过程中的力松弛特性,不同含水率、压缩变形下拟合方程相关系数均大于0. 97。当钵体含水率处于A1、A2水平时,随着压缩变形的增大,穴盘苗钵体弹性松弛时间先减小后增大,而黏性松弛时间呈"增大—减小—增大"变化,当钵体含水率处于A3水平时,随着压缩变形的增大,穴盘苗钵体弹性、黏性松弛时间保持平稳。 相似文献
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金属有限变形问题中应力应变的选择 总被引：4，自引：0，他引：4
在假设弹性系数为常数的前提下,采用有限变形弹塑性有限元法,研究了单向压缩时如何用简单的幂次本构关系来逼近载荷－位移实验曲线,将这一本构关系推以多维弹塑性大变 ,用于解决金属成型问题时,受变形大小的限制嘱 用具有能量共轭关系的旋转克希霍夫应力和对数应变进行计算,则不受变形大小的限制,可得到满意的计算结果。 相似文献
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为研究土壤与机具的相互作用,需要测试砂壤土的基本力学特性和物性参数,从而为该类土壤与机具互作机理的研究和相关农业机器的数值化精确设计提供基本的理论参数。利用筛分法测得土壤的质地组成,再通过直接剪切试验和三轴压缩试验,对砂壤土的内摩擦角和粘聚力进行测定;采用试验结合数值分析的方法,对砂壤土的滚动摩擦系数和粘结参数进行测定,并对测试结果进行统计和分析。结果表明:该测试土壤类型为砂壤土,对于含水率和密度为21.8%、1.1g·cm-3的砂壤土,土壤的平均坚实度为57.99N·cm-2,直剪试验测得的内摩擦角和粘聚力均值为18.6°和44.3kPa,而三轴试验测得的数据为10°和43.8kPa。砂壤土与钢的静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.65和0.08;砂壤土间的静摩擦系数为0.176,通过虚拟标定试验得到砂壤土间的滚动摩擦系数为0.22。法向刚度系数为170MN·m-3,切向刚度系数为90MN·m-3,法向临界应力为45kPa,切向临界应力为6kPa时的粘结参数能表征含水率为21.77%的砂壤土。砂壤土的部分力学性能存在差异,主要由于试验仪器的差异造成;摩擦系数采用的是自制的仪器测得的,建议采用高精度的仪器;滚动摩擦系数的测量由于小钢球等差别,建议采取更加新颖的方法;粘结参数的仿真试验因素不够全面,仅考虑了两个因素。该研究还可为相关土壤作业农机具的设计及分析土壤与机械互作机理的研究提供可靠的基础数据参考。 相似文献
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《沈阳农业大学学报》2020,(2)
针对埋刮板垂直输送过程中物料滞后问题,首先通过埋刮板垂直输送过程中物料的结拱条件理论分析,建立物料垂直整体输送的理论模型,明确影响物料结拱的因素有刮板内圈周长、刮板间距、物料间内摩擦系数等参数;其次,在离散元仿真中创建垂直埋刮板输送机几何模型,并采用HERTZ-MINDLIN无滑动接触模型,设置刮板、物料的运动参数、材料参数、材料接触参数模拟埋刮板垂直输送过程中物料颗粒的位置分布与速度分布,验证物料滞后现象;最后,通过EDEM仿真揭示了刮板内圈周长、刮板间距、物料间摩擦系数、给料速率、链条速度等参数对埋刮板垂直输送过程中物料的滞后程度的影响规律。结果表明:增大物料内摩擦系数,减小刮板内圈周长和刮板间距等可以减小物料结拱所需的垂直内压力,从而减小物料垂直输送的滞后程度。物料内摩擦系数分别取0.2,0.25,0.3,0.35,0.4时,物料的滞后程度分别为27%,24%,19%,17%,15%;刮板的内圈周长分别取436,476,516,556,596mm时,物料的滞后程度分别为14%,17%,21%,23%,27%;刮板间距分别取100,120,140,160,180mm时,物料的滞后程度分别为24%,27%,30%,33%,35%。刮板链条速度的增大对于物料颗粒的垂直输送速度的提升并无明显的作用,反而会加剧物料垂直运输的滞后程度,而增大物料的给料速率对于物料的垂直输送速度有着显著的提升,可以较大减轻物料垂直输送的滞后程度。本研究成果可为提升垂直埋刮板输送性能提供参考。 相似文献
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【目的】建立芦蒿Artemisia selengensis茎秆柔性体模型。【方法】根据芦蒿茎秆的物性参数,通过ANSYS有限元分析软件建立茎秆力学模型,对芦蒿茎秆在不同生长部位的轴向、径向压缩力学特性进行研究,分析比较模型计算值和试验测试值。【结果】模型计算值和试验测试值最大偏差为14.46%。芦蒿茎秆具有各向异性特征,其轴向压缩力学特性远大于径向;在3种不同位置段,径向压缩时,茎秆破碎出现在加载面的两端边缘位置,轴向压缩时,茎秆破碎出现在加载面,且应力由接近加载区域向周围逐渐减弱。【结论】可以运用模型仿真分析芦蒿茎秆力学特性,结果可为减少芦蒿在收获、运输、加工、储藏过程中的机械损伤和芦蒿收获机具的研制提供理论依据和参考。 相似文献
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为预测鲜枣在特定应变状态下的机械响应,减少其机械损伤和结构缺陷,以甘肃省敦煌市产鸣山大枣整果为研究对象,进行应力松弛试验,并对其应力松弛特性进行仿真分析。通过试验获得横向、纵向及常变形量为2mm、3mm时的应力-时间关系曲线和松弛特性数学模型,并应用ADAMS建立鲜枣动力学仿真模型。研究结果表明:鲜枣的应力松弛特性可用三元件Maxwell模型描述,相关系数R20.95;鲜枣纵向压缩的松弛应力任意时刻都大于横向压缩,且压缩变形量越大,平衡应力越大;松弛特性参数弹性模量之间和松弛时间之间都具有显著的相关性;鲜枣纵向受压松弛仿真值与试验值最大偏差为9.0%,验证了仿真数值解的正确性。 相似文献
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玉米秆粉粒体压制成型模型的研究 总被引：6，自引：0，他引：6
通过密闭型圆筒准静态压缩试验,推导并建立了玉米秆粉粒体压制成型的本构方程,并用有限元模型进行了模拟,对压制成形的网格变形图,应变分布以及载荷位移曲线的分析表明,理论结果与试验结果一致。 相似文献
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通过密闭型圆筒准静态压缩试验,推导并建立了玉米秆粉粒体压制成型的本构方程,并用有限元模型进行了模拟。对压制成形的网格变形图、应变分布以及载荷位移曲线的分析表明,理论结果与试验结果一致。 相似文献
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对某校土木工程实验中心的反力墙实验系统进行了静力有限元分析。讨论了有限元单元类型,材料参数的计算和混凝土破坏准则的参数选择。通过计算机仿真加载试验,得到考虑加载孔削弱后等效的混凝土单轴抗拉强度,从而对有加载孔的反力墙和台座模型进行了简化。因主要关注的是预应力反力墙结构的整体性能,故选择了分离式等效载荷法作为预应力施加方法,以分析预应力对结构的整体效应。对荷载步进行了设计,以清楚显现预应力大小对结构变形和应力的影响。计算结果表明,预应力的施加能减少位移,减小拉应力;反力墙系统能满足变形、强度和抗裂度要求。 相似文献
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在利用EDEM与FLUENT耦合模拟白萝卜排种器排种过程时,白萝卜种子颗粒参数设置以及模型的选择直接影响仿真结果的可靠性。结合白萝卜种子真实颗粒和仿真堆积试验,标定了不同填充球颗粒半径白萝卜种子模型的2个主要接触参数：白萝卜种子-有机玻璃静摩擦系数和白萝卜种子间静摩擦系数。采用自动填充方式创建了不同填充球颗粒半径白萝卜种子的离散元模型。利用Plackett-Burman试验对物料特性影响参数进行分析,发现白萝卜种子-有机玻璃静摩擦系数、白萝卜种间静摩擦系数对堆积角的影响极显著。结合台架与仿真堆积试验,建立了2个主要接触参数与堆积角的二元回归模型,以白萝卜种子实际堆积角为目标对参数进行寻优,得到不同填充球颗粒半径白萝卜种子模型的白萝卜种子-有机玻璃静摩擦系数和白萝卜种子间静摩擦系数。结合堆积角相对误差率与仿真时间分析最佳球颗粒填充半径,当白萝卜种子离散元填充颗粒半径为0.25 mm时,其仿真精度和仿真时间最优。得到的最佳填充球颗粒模型以及标定的接触参数,为白萝卜种子排种器研究提供一定的参考。 相似文献
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为降低裸燕麦籽粒在机械收获、播种、干燥、运输及加工等过程中的机械损伤,掌握裸燕麦籽粒压缩力学特性及其破裂生成规律,以白燕2号裸燕麦为研究对象,在CTM2050型微机控制电子万能材料试验机上,对其籽粒进行了压缩力学性能试验,测得6个含水率下的裸燕麦籽粒在X轴、Y轴及Z轴三个方位加载下的屈服载荷,并观察籽粒在受压过程中破裂的生成规律。试验结果表明:沿同一方位压缩时,屈服载荷随含水率的升高而降低,如沿X轴方位对籽粒压缩时,籽粒含水率由11.97%升高至26.97%,而籽粒的屈服载荷则由29.33N降低至18.80N;在同一含水率下,沿X轴方位对籽粒进行压缩时屈服载荷最大,Z轴压缩时次之,Y轴压缩时最小,如籽粒含水率为11.97%,沿X轴方位对籽粒进行压缩时屈服载荷为29.33N,沿Z轴压缩时为28.02N,沿Y轴压缩时为13.72N;压缩方位相同,裸燕麦籽粒受到压缩力作用产生破裂的基本规律大致相同;压缩方位不同,裸燕麦籽粒破裂方向一致,均沿长度(L)方向破裂,但是破裂位置不同。沿X轴方位压缩,破裂位置出现在背面以及腹面边缘处;沿Y轴方位压缩,破裂位置出现在腹沟线处;沿Z轴方位压缩,破裂位置出现在腹沟线及背面边缘处。研究结果为裸燕麦机械化收获、播种及相关加工机械的设计、开发、参数优化提供理论依据。 相似文献
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面向采摘机械手的蒜薹力学特性试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为确定蒜薹的机械化采摘参数,以收获期蒜薹为对象,进行不同部位蒜薹的拉伸和压缩试验,以及整根蒜薹的拉伸试验。结果表明:拉伸初期,拉应力与应变近似线性增长,表现出弹性材料的特征;当应变增大到一定值时,拉应力随着应变缓慢增大,表现出弹塑性材料的特征。从顶部到根部,蒜薹的最大拉应力单调递减,最大压力总体呈现减小的趋势,蒜薹的弹性性能逐渐减弱,相同压力下的压缩变形量依次减小。当拉伸速度为20mm/min时,90%的蒜薹在根部断裂,此时最大拉应力为(1.2±0.1)MPa,最大应变为0.15±0.04。采摘机械手夹持蒜薹的最佳部位为蒜薹中部以上,夹持载荷应4.1N/mm。可用对数函数和多项式函数分别表达蒜薹的拉应力与应变及压力与压缩变形量的关系。 相似文献
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【目的】研究‘华红’苹果果肉在贮藏期间的流变特性（蠕变、松弛）变化规律,并进行流变特性参数间的相关性分析,用流变学方法预测评价果实质地品质,完善苹果果实品质评价体系。【方法】通过对‘华红’苹果果肉蠕变、松弛特性的研究,分别建立四元件Burger’s蠕变模型和三元件Maxwell应力松弛模型;分析蠕变、松弛参数随贮藏时间的变化规律,进行蠕变、松弛特性参数之间相关性分析,并利用SPSS软件进行蠕变、松弛特性主要参数的主成分分析。【结果】在‘华红’苹果贮藏过程中,蠕变特性参数初始弹性系数E1,延迟弹性系数E2,黏性系数η1、η2变化规律基本一致,均呈下降趋势,且这些参数间两两都呈极显著正相关;蠕变量呈缓慢上升趋势,与以上4个蠕变特性参数呈极显著负相关;延迟时间τ也呈缓慢上升趋势,达到最大硬度时做功呈先升高后降低的趋势,这两个蠕变特性参数和以上5个蠕变特性参数相关性较差;松弛特性参数零时弹性模量E0、平衡弹性模量Ee、衰变弹性模量E1、黏滞系数η、硬度、应力和总功变化规律基本一致,呈先下降略有升高后下降的变化趋势,且这7个松弛特性参数之间都呈极显著正相关。松弛时间T与其他7个松弛特性参数变化规律不一致,而且与它们相关性较差。运用主成分分析蠕变、松弛特性参数,第一主成分对10个变量指标的提取很充分,贡献率为88.828%。第一主成分‘流变因子’F1在贮藏过程中随着果实质地变软、食用品质的下降而呈下降趋势。【结论】‘华红’苹果果肉具有压缩黏弹性力学性质,四元件Burger’s模型和三元件Maxwell模型可以很好地拟合‘华红’苹果蠕变、松弛模型,可表征‘华红’苹果果肉贮藏期间流变力学特性变化规律,反应果肉质地变化状况。 相似文献
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《山东农业大学学报(自然科学版)》2016,(3)
为给核桃破壳机械设计提供依据,以温185核桃为研究对象,利用质构仪对不同干燥处理的核桃进行静压力学试验,运用Matlab和Origin软件进行数据处理,研究含水率对其力学性能的影响。结果表明:在干燥8 h后核桃含水率基本趋于稳定;在相同加载条件下,核桃在不同加载方向上所产生的载荷-变形曲线形态是相似的,除纵向外曲线上没有明显的生物屈服点,外壳在受力破坏时呈现出一定的脆性,没有延展性;核桃的初次破裂力、压缩变形量均随含水率的增加而增加。在含水率为3.24%、缝向上加载时初次破裂力和压缩变形量最小,最小值分别为52.41 N、0.39 mm;在含水率为12.99%、横向上加载时初次破裂力和压缩变形量最大,最大值分别为200.19 N、1.42 mm;通过对核桃含水率与应变能的关系分析得出,从缝向上进行加载时核桃破壳较容易。试验结果可为核桃破壳机械的研发提供参数依据。 相似文献
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为研究甜高粱秸秆压缩过程中的流变特性,利用多功能电子蠕变松弛试验机及自制压缩装置进行甜高粱压缩过程的应力松弛试验研究。选取压缩密度、切碎段长度、含水率为试验因素,选取应力迅速衰减时间和平衡弹性模量作为应力松弛特性评价指标,利用Box-Behnken试验方案进行三因素三水平响应面试验分析。结果表明:甜高粱秸秆压缩过程的应力松弛模型可用广义Maxwell模型中的五元件方程表示,其拟合系数0.99;各因素影响应力迅速衰减时间的主次顺序为:切碎段长度含水率压缩密度;对平衡弹性模量影响的主次顺序为:切碎段长度压缩密度含水率;甜高粱应力松弛最佳优化参数组合:当压缩密度为647.38kg/m3,切碎段长度为20～30mm,含水率为57%时,应力迅速衰减时间为4.693s,平衡弹性模量89.957kPa。试验确定了出捆后最佳捆绳及缠膜时间,为甜高粱压缩、打捆收获机的开发提供了技术依据。 相似文献