利用ANASYS分析秸秆的压缩过程

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利用 ANASYS 分析秸秆的压缩过程

引言

能源与环境两大难题对人类今后发展造成了不可估量的压力: 一方面，能源作为全球经济发展

最为重要的动力将在不久的未来消耗殆尽; 另一方面，传统能源在日常使用中给全世界人民带

来了各种污染。

生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，它以生物质( 通过光合作用而形

成的各种有机体) 为载体，直接或间接地来源于绿色植物的光合作用。生物质资源的可再生性

和环保性可以完美地克服上述化石能源的两个致命缺点。因此，开发生物质能是实现社会可持

续发展的必由之路。

1 总体阐述

五柱塞秸秆燃料成型机是在原有三柱塞式基础上加以改进，在生物质成型过程中还存在很多问

题，如成品出现裂纹、秸秆块成型不实、能耗过高等。本研究的目的就是为了进一步增大生物

质燃料的产量，降低能耗，在此基础上针对五柱塞秸秆燃料成型机的秸秆压缩成型过程进行分

析，具体步骤为: 成型过程模型建立; 利用 ANASYS 进行应力、流动、剪应力分析; 模具锥形孔

角度对秸秆成型影响。2 模型的建立秸秆原料经过粉碎成颗粒状后通过活塞式冲压。。

成型，根据不同受力情况可分为输送、挤压、成型 3 个过程。秸秆颗粒在成型过程中受到热和

力作用，性质变得较为复杂。所以，选取挤压阶段为主要分析对象，将其中一些影响生物质成

型的次要因素省略，抓住最主要的性质。模型建立原则如下: 秸秆颗粒在挤压成型阶段受到热

和力作用，由于木质素熔融颗粒粘黏在一起，可以把单个颗粒变形视为一个集合体变形，即将

其视为连续介质。根据 Solidworks 中建立的模具结构特点，将其简化为二维轴对称模型。

2 ．1 模型的单元类型

在有限元建模过程中，将模型简化为二维平面模型。综合考虑秸秆压缩中的塑性和大变形等因

素，选取二维八节点单元的 PLANE82 单元。PLANE82 是二维四节点单元( PLANE42) 的高阶

版本。对于三角形和四边形混合网格有较高的精度，而且可以适应不规则形状。本单元有 8 个

节点，每个节点有 2 个自由度( 即x 和y 方向的平移) ，可以作为平面单元也可以作为轴对称单

元。本单元具有塑性、蠕变、辐射膨胀、应力刚度和大应变能力。在 ANSYS 单元类型关键字

中选择KEYOPT( 3) = 1，即为轴对称单元类型。

2 ．2 模型的材料属性

本章以秸秆颗粒为模拟对象，在秸秆压缩成型过程中秸秆与模具存在摩擦因此建立两种材料模

型。材料属性如表1 所示。【表 1】

2 ．3 模型的网格划分

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标签： #秸秆

摘要：

利用ANASYS分析秸秆的压缩过程引言能源与环境两大难题对人类今后发展造成了不可估量的压力:一方面，能源作为全球经济发展最为重要的动力将在不久的未来消耗殆尽;另一方面，传统能源在日常使用中给全世界人民带来了各种污染。生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，它以生物质(通过光合作用而形成的各种有机体)为载体，直接或间接地来源于绿色植物的光合作用。生物质资源的可再生性和环保性可以完美地克服上述化石能源的两个致命缺点。因此，开发生物质能是实现社会可持续发展的必由之路。1总体阐述五柱塞秸秆燃料成型机是在原有三柱塞式基础上加以改进，在生物质成型过程中还存在很多问题，如成品出现裂纹、秸秆块成...

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