基于DEM的蛆糞混合物動(dòng)力學(xué)與多維振動(dòng)篩的優(yōu)化設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-09-29 11:10
中國(guó)作為世界上最大的存欄豬養(yǎng)殖大國(guó),伴隨養(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也因?yàn)轲B(yǎng)殖業(yè)的固體畜禽糞便任意排放導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的固體畜禽糞便任意排放問(wèn)題不僅會(huì)造成環(huán)境污染問(wèn)題,也是對(duì)資源的浪費(fèi)。利用固體畜禽糞便養(yǎng)殖蠅蛆不僅可以解決環(huán)境污染問(wèn)題,養(yǎng)殖成熟后的蠅蛆還為畜禽養(yǎng)殖業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)提供急需解決的高蛋白飼料難題,并且經(jīng)過(guò)蠅蛆養(yǎng)殖后的固體畜禽糞便可以再次作為有機(jī)肥料入田,形成了一個(gè)有序、循環(huán)、綠色的養(yǎng)殖生產(chǎn)鏈。目前如何將蠅蛆和固體畜禽糞便顆;旌衔锟焖、有效、機(jī)械、可控地分離開來(lái)是蠅蛆養(yǎng)殖業(yè)面臨的瓶頸難題。基于上述原因,本課題提出從離散元思想入手,通過(guò)對(duì)蠅蛆和固體畜禽糞便顆粒進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,獲得優(yōu)化設(shè)計(jì)并聯(lián)振動(dòng)篩的關(guān)鍵參數(shù),并對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)后的并聯(lián)振動(dòng)篩進(jìn)行剛體動(dòng)力學(xué)分析,最后對(duì)加工試制的并聯(lián)振動(dòng)篩的透篩性能進(jìn)行篩分試驗(yàn)。本課題的研究?jī)?nèi)容主要包含以下幾個(gè)方面:(1)基于離散元思想進(jìn)行振動(dòng)仿真分析蠅蛆和固體畜禽糞便顆粒在碰撞過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)情況,需要從碰撞顆粒自身的物性參數(shù)(碰撞恢復(fù)系數(shù)、泊松比、剪切模量等)入手,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)理論,通過(guò)碰撞試驗(yàn)得到蠅蛆的恢復(fù)系數(shù),并通過(guò)數(shù)字...
【文章來(lái)源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:111 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題來(lái)源
1.2 研究的背景及意義
1.3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.1 國(guó)內(nèi)外蠅蛆研究現(xiàn)狀
1.3.2 國(guó)內(nèi)外蠅蛆分離方法現(xiàn)狀
1.3.3 國(guó)內(nèi)外振動(dòng)篩發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.4 國(guó)內(nèi)外DEM發(fā)展現(xiàn)狀
1.4 目前存在的主要問(wèn)題
1.5 本課題主要研究?jī)?nèi)容
第二章 基于DEM的蠅蛆與畜禽糞顆粒物性參數(shù)確定
2.1 蠅蛆碰撞恢復(fù)系數(shù)研究
2.1.1 蠅蛆恢復(fù)系數(shù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.1.2 蠅蛆恢復(fù)系數(shù)正交試驗(yàn)
2.1.3 蠅蛆恢復(fù)系數(shù)單因素分析
2.2 蠅蛆泊松比
2.2.1 蠅蛆泊松比試驗(yàn)原理
2.2.2 蠅蛆泊松比試驗(yàn)步驟
2.2.3 蠅蛆泊松比試驗(yàn)結(jié)果與分析
2.3 蠅蛆基本尺寸參數(shù)確定
2.3.1 蠅蛆基本尺寸測(cè)試過(guò)程
2.3.2 蠅蛆基本尺寸測(cè)試結(jié)果
2.4 其他參數(shù)設(shè)定
2.5 本章小結(jié)
第三章 基于DEM的蠅蛆與固體畜禽糞便顆粒動(dòng)力學(xué)分析
3.1 蠅蛆與固體畜禽糞便顆粒的接觸參數(shù)
3.1.1 蠅蛆和畜禽糞顆粒的基本接觸參數(shù)確定
3.1.2 蠅蛆和畜禽糞顆粒的接觸阻尼參數(shù)
3.1.3 蠅蛆和畜禽糞顆粒的接觸模型參數(shù)
3.2 動(dòng)力學(xué)模型建立
3.2.1 活體蠅蛆的模型建立
3.2.2 固體畜禽糞便顆粒模型建立
3.3 EDEM分析模型建立
3.3.1 離散顆粒群力學(xué)分析
3.3.2 顆粒動(dòng)力學(xué)方程模型建立
3.3.3 離散元仿真模型建立
3.3.4 蠅蛆與固體畜禽糞便顆粒振動(dòng)區(qū)域確定
3.4 基于離散元的蠅蛆與故土畜禽糞便顆粒振動(dòng)仿真分析
3.4.1 仿真流程制定
3.4.2 針對(duì)自由度篩分性能分析
3.4.3 針對(duì)振幅的篩分性能分析
3.4.4 針對(duì)頻率的篩分性能分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 多維并聯(lián)振動(dòng)篩的優(yōu)化設(shè)計(jì)
4.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)拓?fù)淅碚?br> 4.1.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)
4.1.2 多維振動(dòng)篩的優(yōu)化設(shè)計(jì)
4.1.3 多維振動(dòng)篩的自由度計(jì)算
4.2 多維振動(dòng)篩的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
4.2.1 多維振動(dòng)篩的基本坐標(biāo)系建立
4.2.2 位姿方程
4.2.3 并聯(lián)振動(dòng)篩機(jī)構(gòu)逆解
4.2.4 并聯(lián)振動(dòng)篩機(jī)構(gòu)正解
4.3 奇異位型分析
4.3.1 奇異位型的基本概念
4.3.2 雅克比代數(shù)法求解
4.3.3 并聯(lián)振動(dòng)篩的奇異位型分析
4.4 仿真驗(yàn)證
4.4.1 并聯(lián)振動(dòng)篩仿真基本參數(shù)
4.4.2 仿真分析
4.4.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果
4.5 本章小結(jié)
第五章 多維振動(dòng)篩動(dòng)力學(xué)分析
5.1 動(dòng)力學(xué)方程
5.1.1 機(jī)構(gòu)的剛體動(dòng)力學(xué)
5.1.2 系統(tǒng)的第一類拉格朗日方程
5.1.3 單剛體的廣義慣性力
5.2 并聯(lián)振動(dòng)篩的動(dòng)力學(xué)模型建立與分析
5.2.1 并聯(lián)振動(dòng)篩支鏈動(dòng)力學(xué)模型
5.2.2 并聯(lián)振動(dòng)篩支鏈運(yùn)動(dòng)關(guān)系分析
5.2.3 并聯(lián)振動(dòng)篩支鏈影響系數(shù)分析
5.3 并聯(lián)振動(dòng)篩支鏈分析
5.3.1 并聯(lián)振動(dòng)篩支鏈坐標(biāo)分析
5.3.2 并聯(lián)振動(dòng)篩支鏈約束方程分析
5.4 仿真分析
5.4.1 并聯(lián)振動(dòng)篩驅(qū)動(dòng)理論分析
5.4.2 軟件仿真分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 多維振動(dòng)篩樣機(jī)篩分試驗(yàn)與分析
6.1 多維振動(dòng)篩實(shí)物樣機(jī)
6.1.1 樣機(jī)加工裝配注意事項(xiàng)
6.1.2 多維振動(dòng)篩樣機(jī)
6.2 控制系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)
6.2.1 控制需求簡(jiǎn)介
6.2.2 并聯(lián)振動(dòng)篩的控制系統(tǒng)組成
6.2.3 并聯(lián)振動(dòng)篩基本控制原理
6.3 篩分試驗(yàn)分析
6.3.1 試驗(yàn)?zāi)康?br> 6.3.2 篩分效果正交試驗(yàn)
6.3.3 正交試驗(yàn)結(jié)果分析
6.3.4 單因素試驗(yàn)分析
6.4 篩分試驗(yàn)結(jié)果分析
6.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間所取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]顆粒-顆粒接觸力的熱力學(xué)模型[J]. 蔣亦民,劉佑. 物理學(xué)報(bào). 2018(04)
[2]基于螺旋理論的6R串聯(lián)工業(yè)機(jī)器人奇異位形分析[J]. 李麗,房立金,王國(guó)勛. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2017(12)
[3]蠅蛆分離用多維振動(dòng)篩運(yùn)動(dòng)學(xué)分析及仿真[J]. 汪志煥,楊啟志,蔡靜,孫夢(mèng)濤,胡建平. 機(jī)床與液壓. 2017(07)
[4]蠅蛆營(yíng)養(yǎng)成分分析及其蛋白提取工藝的研究[J]. 張青,余以剛,王成,尹壽偉,劉湘川,周海鵬. 糧食與飼料工業(yè). 2017(03)
[5]基于EDEM的大型半自磨機(jī)襯板沖擊力與沖擊能量的分析[J]. 唐友華,董為民,張寶勇. 新技術(shù)新工藝. 2016(02)
[6]滾筒內(nèi)二組元顆;旌吓c分離的數(shù)值模擬[J]. 胡陳樞,羅坤,樊建人,楊世亮. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2015(09)
[7]EDEM數(shù)值模擬在垃圾處理機(jī)械滾筒篩中的應(yīng)用[J]. 施昱,王慶海,葉偉. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2015(17)
[8]4-UPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異研究與工作空間分析[J]. 季曄,王勝,余炳輝,朱德榮. 機(jī)床與液壓. 2015(15)
[9]棉籽顆粒在三自由度混聯(lián)振動(dòng)篩面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律[J]. 王成軍,劉瓊,馬履中,李龍. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2015(06)
[10]浙江省規(guī);笄蒺B(yǎng)殖固體廢棄物資源化利用途徑的探討[J]. 姚燕來(lái),薛智勇,王衛(wèi)平,朱鳳香,洪春來(lái),陳曉旸. 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(01)
博士論文
[1]玉米秸稈撿拾粉碎溝埋還田機(jī)研究[D]. 鄭智旗.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]紫花苜蓿種子篩分特性研究及其清選設(shè)備控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 趙漫菲.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]農(nóng)業(yè)物料仿生防堵篩分中的摩擦與顆粒運(yùn)動(dòng)研究[D]. 馬征.江蘇大學(xué) 2015
[4]基于三維離散元法的玉米脫粒過(guò)程分析方法研究[D]. 于亞軍.吉林大學(xué) 2013
[5]用于谷物清選的三維并聯(lián)振動(dòng)篩的研究[D]. 李菊.江蘇大學(xué) 2013
[6]矩形噴動(dòng)床干、濕顆;旌咸匦缘腄EM方法研究[D]. 朱潤(rùn)孺.哈爾濱工程大學(xué) 2011
碩士論文
[1]蠅蛆處理畜禽糞便中蛆料分離多維振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)[D]. 汪志煥.江蘇大學(xué) 2016
[2]基于EDEM方法的穩(wěn)定土攪拌器攪拌過(guò)程模擬[D]. 張新勇.長(zhǎng)安大學(xué) 2015
[3]基于DEM的瀝青混合料振動(dòng)篩分效率估算與試驗(yàn)研究[D]. 楊龍飛.長(zhǎng)安大學(xué) 2015
[4]基于離散元法的立式雙行星球磨機(jī)建模仿真研究[D]. 劉安.昆明理工大學(xué) 2015
[5]基于離散元法的立式攪拌球磨機(jī)建模仿真研究[D]. 楊杰.昆明理工大學(xué) 2015
[6]鼓泡流化床氣固兩相流顆粒行為數(shù)值模擬研究[D]. 王天宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
本文編號(hào):3413606
【文章來(lái)源】:江蘇大學(xué)江蘇省
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題來(lái)源
1.2 研究的背景及意義
1.3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.1 國(guó)內(nèi)外蠅蛆研究現(xiàn)狀
1.3.2 國(guó)內(nèi)外蠅蛆分離方法現(xiàn)狀
1.3.3 國(guó)內(nèi)外振動(dòng)篩發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.4 國(guó)內(nèi)外DEM發(fā)展現(xiàn)狀
1.4 目前存在的主要問(wèn)題
1.5 本課題主要研究?jī)?nèi)容
第二章 基于DEM的蠅蛆與畜禽糞顆粒物性參數(shù)確定
2.1 蠅蛆碰撞恢復(fù)系數(shù)研究
2.1.1 蠅蛆恢復(fù)系數(shù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.1.2 蠅蛆恢復(fù)系數(shù)正交試驗(yàn)
2.1.3 蠅蛆恢復(fù)系數(shù)單因素分析
2.2 蠅蛆泊松比
2.2.1 蠅蛆泊松比試驗(yàn)原理
2.2.2 蠅蛆泊松比試驗(yàn)步驟
2.2.3 蠅蛆泊松比試驗(yàn)結(jié)果與分析
2.3 蠅蛆基本尺寸參數(shù)確定
2.3.1 蠅蛆基本尺寸測(cè)試過(guò)程
2.3.2 蠅蛆基本尺寸測(cè)試結(jié)果
2.4 其他參數(shù)設(shè)定
2.5 本章小結(jié)
第三章 基于DEM的蠅蛆與固體畜禽糞便顆粒動(dòng)力學(xué)分析
3.1 蠅蛆與固體畜禽糞便顆粒的接觸參數(shù)
3.1.1 蠅蛆和畜禽糞顆粒的基本接觸參數(shù)確定
3.1.2 蠅蛆和畜禽糞顆粒的接觸阻尼參數(shù)
3.1.3 蠅蛆和畜禽糞顆粒的接觸模型參數(shù)
3.2 動(dòng)力學(xué)模型建立
3.2.1 活體蠅蛆的模型建立
3.2.2 固體畜禽糞便顆粒模型建立
3.3 EDEM分析模型建立
3.3.1 離散顆粒群力學(xué)分析
3.3.2 顆粒動(dòng)力學(xué)方程模型建立
3.3.3 離散元仿真模型建立
3.3.4 蠅蛆與固體畜禽糞便顆粒振動(dòng)區(qū)域確定
3.4 基于離散元的蠅蛆與故土畜禽糞便顆粒振動(dòng)仿真分析
3.4.1 仿真流程制定
3.4.2 針對(duì)自由度篩分性能分析
3.4.3 針對(duì)振幅的篩分性能分析
3.4.4 針對(duì)頻率的篩分性能分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 多維并聯(lián)振動(dòng)篩的優(yōu)化設(shè)計(jì)
4.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)拓?fù)淅碚?br> 4.1.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)
4.1.2 多維振動(dòng)篩的優(yōu)化設(shè)計(jì)
4.1.3 多維振動(dòng)篩的自由度計(jì)算
4.2 多維振動(dòng)篩的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
4.2.1 多維振動(dòng)篩的基本坐標(biāo)系建立
4.2.2 位姿方程
4.2.3 并聯(lián)振動(dòng)篩機(jī)構(gòu)逆解
4.2.4 并聯(lián)振動(dòng)篩機(jī)構(gòu)正解
4.3 奇異位型分析
4.3.1 奇異位型的基本概念
4.3.2 雅克比代數(shù)法求解
4.3.3 并聯(lián)振動(dòng)篩的奇異位型分析
4.4 仿真驗(yàn)證
4.4.1 并聯(lián)振動(dòng)篩仿真基本參數(shù)
4.4.2 仿真分析
4.4.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果
4.5 本章小結(jié)
第五章 多維振動(dòng)篩動(dòng)力學(xué)分析
5.1 動(dòng)力學(xué)方程
5.1.1 機(jī)構(gòu)的剛體動(dòng)力學(xué)
5.1.2 系統(tǒng)的第一類拉格朗日方程
5.1.3 單剛體的廣義慣性力
5.2 并聯(lián)振動(dòng)篩的動(dòng)力學(xué)模型建立與分析
5.2.1 并聯(lián)振動(dòng)篩支鏈動(dòng)力學(xué)模型
5.2.2 并聯(lián)振動(dòng)篩支鏈運(yùn)動(dòng)關(guān)系分析
5.2.3 并聯(lián)振動(dòng)篩支鏈影響系數(shù)分析
5.3 并聯(lián)振動(dòng)篩支鏈分析
5.3.1 并聯(lián)振動(dòng)篩支鏈坐標(biāo)分析
5.3.2 并聯(lián)振動(dòng)篩支鏈約束方程分析
5.4 仿真分析
5.4.1 并聯(lián)振動(dòng)篩驅(qū)動(dòng)理論分析
5.4.2 軟件仿真分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 多維振動(dòng)篩樣機(jī)篩分試驗(yàn)與分析
6.1 多維振動(dòng)篩實(shí)物樣機(jī)
6.1.1 樣機(jī)加工裝配注意事項(xiàng)
6.1.2 多維振動(dòng)篩樣機(jī)
6.2 控制系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)
6.2.1 控制需求簡(jiǎn)介
6.2.2 并聯(lián)振動(dòng)篩的控制系統(tǒng)組成
6.2.3 并聯(lián)振動(dòng)篩基本控制原理
6.3 篩分試驗(yàn)分析
6.3.1 試驗(yàn)?zāi)康?br> 6.3.2 篩分效果正交試驗(yàn)
6.3.3 正交試驗(yàn)結(jié)果分析
6.3.4 單因素試驗(yàn)分析
6.4 篩分試驗(yàn)結(jié)果分析
6.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間所取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]顆粒-顆粒接觸力的熱力學(xué)模型[J]. 蔣亦民,劉佑. 物理學(xué)報(bào). 2018(04)
[2]基于螺旋理論的6R串聯(lián)工業(yè)機(jī)器人奇異位形分析[J]. 李麗,房立金,王國(guó)勛. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2017(12)
[3]蠅蛆分離用多維振動(dòng)篩運(yùn)動(dòng)學(xué)分析及仿真[J]. 汪志煥,楊啟志,蔡靜,孫夢(mèng)濤,胡建平. 機(jī)床與液壓. 2017(07)
[4]蠅蛆營(yíng)養(yǎng)成分分析及其蛋白提取工藝的研究[J]. 張青,余以剛,王成,尹壽偉,劉湘川,周海鵬. 糧食與飼料工業(yè). 2017(03)
[5]基于EDEM的大型半自磨機(jī)襯板沖擊力與沖擊能量的分析[J]. 唐友華,董為民,張寶勇. 新技術(shù)新工藝. 2016(02)
[6]滾筒內(nèi)二組元顆;旌吓c分離的數(shù)值模擬[J]. 胡陳樞,羅坤,樊建人,楊世亮. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2015(09)
[7]EDEM數(shù)值模擬在垃圾處理機(jī)械滾筒篩中的應(yīng)用[J]. 施昱,王慶海,葉偉. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2015(17)
[8]4-UPU并聯(lián)機(jī)構(gòu)奇異研究與工作空間分析[J]. 季曄,王勝,余炳輝,朱德榮. 機(jī)床與液壓. 2015(15)
[9]棉籽顆粒在三自由度混聯(lián)振動(dòng)篩面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律[J]. 王成軍,劉瓊,馬履中,李龍. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2015(06)
[10]浙江省規(guī);笄蒺B(yǎng)殖固體廢棄物資源化利用途徑的探討[J]. 姚燕來(lái),薛智勇,王衛(wèi)平,朱鳳香,洪春來(lái),陳曉旸. 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(01)
博士論文
[1]玉米秸稈撿拾粉碎溝埋還田機(jī)研究[D]. 鄭智旗.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]紫花苜蓿種子篩分特性研究及其清選設(shè)備控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 趙漫菲.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]農(nóng)業(yè)物料仿生防堵篩分中的摩擦與顆粒運(yùn)動(dòng)研究[D]. 馬征.江蘇大學(xué) 2015
[4]基于三維離散元法的玉米脫粒過(guò)程分析方法研究[D]. 于亞軍.吉林大學(xué) 2013
[5]用于谷物清選的三維并聯(lián)振動(dòng)篩的研究[D]. 李菊.江蘇大學(xué) 2013
[6]矩形噴動(dòng)床干、濕顆;旌咸匦缘腄EM方法研究[D]. 朱潤(rùn)孺.哈爾濱工程大學(xué) 2011
碩士論文
[1]蠅蛆處理畜禽糞便中蛆料分離多維振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)[D]. 汪志煥.江蘇大學(xué) 2016
[2]基于EDEM方法的穩(wěn)定土攪拌器攪拌過(guò)程模擬[D]. 張新勇.長(zhǎng)安大學(xué) 2015
[3]基于DEM的瀝青混合料振動(dòng)篩分效率估算與試驗(yàn)研究[D]. 楊龍飛.長(zhǎng)安大學(xué) 2015
[4]基于離散元法的立式雙行星球磨機(jī)建模仿真研究[D]. 劉安.昆明理工大學(xué) 2015
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[6]鼓泡流化床氣固兩相流顆粒行為數(shù)值模擬研究[D]. 王天宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
本文編號(hào):3413606
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