基于DEM的蛆糞混合物動力學(xué)與多維振動篩的優(yōu)化設(shè)計
發(fā)布時間:2021-09-29 11:10
中國作為世界上最大的存欄豬養(yǎng)殖大國,伴隨養(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時也因為養(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)境污染問題。畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的固體畜禽糞便任意排放問題不僅會造成環(huán)境污染問題,也是對資源的浪費。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、可控地分離開來是蠅蛆養(yǎng)殖業(yè)面臨的瓶頸難題;谏鲜鲈,本課題提出從離散元思想入手,通過對蠅蛆和固體畜禽糞便顆粒進(jìn)行動力學(xué)分析,獲得優(yōu)化設(shè)計并聯(lián)振動篩的關(guān)鍵參數(shù),并對優(yōu)化設(shè)計后的并聯(lián)振動篩進(jìn)行剛體動力學(xué)分析,最后對加工試制的并聯(lián)振動篩的透篩性能進(jìn)行篩分試驗。本課題的研究內(nèi)容主要包含以下幾個方面:(1)基于離散元思想進(jìn)行振動仿真分析蠅蛆和固體畜禽糞便顆粒在碰撞過程中的運動情況,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)合運動學(xué)理論,通過碰撞試驗得到蠅蛆的恢復(fù)系數(shù),并通過數(shù)字...
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:111 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題來源
1.2 研究的背景及意義
1.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.1 國內(nèi)外蠅蛆研究現(xiàn)狀
1.3.2 國內(nèi)外蠅蛆分離方法現(xiàn)狀
1.3.3 國內(nèi)外振動篩發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.4 國內(nèi)外DEM發(fā)展現(xiàn)狀
1.4 目前存在的主要問題
1.5 本課題主要研究內(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)試驗設(shè)計
2.1.2 蠅蛆恢復(fù)系數(shù)正交試驗
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 蠅蛆泊松比試驗原理
2.2.2 蠅蛆泊松比試驗步驟
2.2.3 蠅蛆泊松比試驗結(jié)果與分析
2.3 蠅蛆基本尺寸參數(shù)確定
2.3.1 蠅蛆基本尺寸測試過程
2.3.2 蠅蛆基本尺寸測試結(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仿真分析
3.4.1 仿真流程制定
3.4.2 針對自由度篩分性能分析
3.4.3 針對振幅的篩分性能分析
3.4.4 針對頻率的篩分性能分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 多維并聯(lián)振動篩的優(yōu)化設(shè)計
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 多維振動篩的優(yōu)化設(shè)計
4.1.3 多維振動篩的自由度計算
4.2 多維振動篩的運動學(xué)分析
4.2.1 多維振動篩的基本坐標(biāo)系建立
4.2.2 位姿方程
4.2.3 并聯(lián)振動篩機(jī)構(gòu)逆解
4.2.4 并聯(lián)振動篩機(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)振動篩的奇異位型分析
4.4 仿真驗證
4.4.1 并聯(lián)振動篩仿真基本參數(shù)
4.4.2 仿真分析
4.4.3 優(yōu)化設(shè)計結(jié)果
4.5 本章小結(jié)
第五章 多維振動篩動力學(xué)分析
5.1 動力學(xué)方程
5.1.1 機(jī)構(gòu)的剛體動力學(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)振動篩的動力學(xué)模型建立與分析
5.2.1 并聯(lián)振動篩支鏈動力學(xué)模型
5.2.2 并聯(lián)振動篩支鏈運動關(guān)系分析
5.2.3 并聯(lián)振動篩支鏈影響系數(shù)分析
5.3 并聯(lián)振動篩支鏈分析
5.3.1 并聯(lián)振動篩支鏈坐標(biāo)分析
5.3.2 并聯(lián)振動篩支鏈約束方程分析
5.4 仿真分析
5.4.1 并聯(lián)振動篩驅(qū)動理論分析
5.4.2 軟件仿真分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 多維振動篩樣機(jī)篩分試驗與分析
6.1 多維振動篩實物樣機(jī)
6.1.1 樣機(jī)加工裝配注意事項
6.1.2 多維振動篩樣機(jī)
6.2 控制系統(tǒng)初步設(shè)計
6.2.1 控制需求簡介
6.2.2 并聯(lián)振動篩的控制系統(tǒng)組成
6.2.3 并聯(lián)振動篩基本控制原理
6.3 篩分試驗分析
6.3.1 試驗?zāi)康?br> 6.3.2 篩分效果正交試驗
6.3.3 正交試驗結(jié)果分析
6.3.4 單因素試驗分析
6.4 篩分試驗結(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. 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,王國勛. 組合機(jī)床與自動化加工技術(shù). 2017(12)
[3]蠅蛆分離用多維振動篩運動學(xué)分析及仿真[J]. 汪志煥,楊啟志,蔡靜,孫夢濤,胡建平. 機(jī)床與液壓. 2017(07)
[4]蠅蛆營養(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. 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)振動篩面上的運動規(guī)律[J]. 王成軍,劉瓊,馬履中,李龍. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2015(06)
[10]浙江省規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖固體廢棄物資源化利用途徑的探討[J]. 姚燕來,薛智勇,王衛(wèi)平,朱鳳香,洪春來,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[D]. 趙漫菲.中國農(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動研究[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)振動篩的研究[D]. 李菊.江蘇大學(xué) 2013
[6]矩形噴動床干、濕顆;旌咸匦缘腄EM方法研究[D]. 朱潤孺.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篩的設(shè)計[D]. 汪志煥.江蘇大學(xué) 2016
[2]基于EDEM方法的穩(wěn)定土攪拌器攪拌過程模擬[D]. 張新勇.長安大學(xué) 2015
[3]基于DEM的瀝青混合料振動篩分效率估算與試驗研究[D]. 楊龍飛.長安大學(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:3413606
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:111 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題來源
1.2 研究的背景及意義
1.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.1 國內(nèi)外蠅蛆研究現(xiàn)狀
1.3.2 國內(nèi)外蠅蛆分離方法現(xiàn)狀
1.3.3 國內(nèi)外振動篩發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.4 國內(nèi)外DEM發(fā)展現(xiàn)狀
1.4 目前存在的主要問題
1.5 本課題主要研究內(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)試驗設(shè)計
2.1.2 蠅蛆恢復(fù)系數(shù)正交試驗
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 蠅蛆泊松比試驗原理
2.2.2 蠅蛆泊松比試驗步驟
2.2.3 蠅蛆泊松比試驗結(jié)果與分析
2.3 蠅蛆基本尺寸參數(shù)確定
2.3.1 蠅蛆基本尺寸測試過程
2.3.2 蠅蛆基本尺寸測試結(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仿真分析
3.4.1 仿真流程制定
3.4.2 針對自由度篩分性能分析
3.4.3 針對振幅的篩分性能分析
3.4.4 針對頻率的篩分性能分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 多維并聯(lián)振動篩的優(yōu)化設(shè)計
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 多維振動篩的優(yōu)化設(shè)計
4.1.3 多維振動篩的自由度計算
4.2 多維振動篩的運動學(xué)分析
4.2.1 多維振動篩的基本坐標(biāo)系建立
4.2.2 位姿方程
4.2.3 并聯(lián)振動篩機(jī)構(gòu)逆解
4.2.4 并聯(lián)振動篩機(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)振動篩的奇異位型分析
4.4 仿真驗證
4.4.1 并聯(lián)振動篩仿真基本參數(shù)
4.4.2 仿真分析
4.4.3 優(yōu)化設(shè)計結(jié)果
4.5 本章小結(jié)
第五章 多維振動篩動力學(xué)分析
5.1 動力學(xué)方程
5.1.1 機(jī)構(gòu)的剛體動力學(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)振動篩的動力學(xué)模型建立與分析
5.2.1 并聯(lián)振動篩支鏈動力學(xué)模型
5.2.2 并聯(lián)振動篩支鏈運動關(guān)系分析
5.2.3 并聯(lián)振動篩支鏈影響系數(shù)分析
5.3 并聯(lián)振動篩支鏈分析
5.3.1 并聯(lián)振動篩支鏈坐標(biāo)分析
5.3.2 并聯(lián)振動篩支鏈約束方程分析
5.4 仿真分析
5.4.1 并聯(lián)振動篩驅(qū)動理論分析
5.4.2 軟件仿真分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 多維振動篩樣機(jī)篩分試驗與分析
6.1 多維振動篩實物樣機(jī)
6.1.1 樣機(jī)加工裝配注意事項
6.1.2 多維振動篩樣機(jī)
6.2 控制系統(tǒng)初步設(shè)計
6.2.1 控制需求簡介
6.2.2 并聯(lián)振動篩的控制系統(tǒng)組成
6.2.3 并聯(lián)振動篩基本控制原理
6.3 篩分試驗分析
6.3.1 試驗?zāi)康?br> 6.3.2 篩分效果正交試驗
6.3.3 正交試驗結(jié)果分析
6.3.4 單因素試驗分析
6.4 篩分試驗結(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. 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,王國勛. 組合機(jī)床與自動化加工技術(shù). 2017(12)
[3]蠅蛆分離用多維振動篩運動學(xué)分析及仿真[J]. 汪志煥,楊啟志,蔡靜,孫夢濤,胡建平. 機(jī)床與液壓. 2017(07)
[4]蠅蛆營養(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. 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)振動篩面上的運動規(guī)律[J]. 王成軍,劉瓊,馬履中,李龍. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2015(06)
[10]浙江省規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖固體廢棄物資源化利用途徑的探討[J]. 姚燕來,薛智勇,王衛(wèi)平,朱鳳香,洪春來,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[D]. 趙漫菲.中國農(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動研究[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)振動篩的研究[D]. 李菊.江蘇大學(xué) 2013
[6]矩形噴動床干、濕顆;旌咸匦缘腄EM方法研究[D]. 朱潤孺.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篩的設(shè)計[D]. 汪志煥.江蘇大學(xué) 2016
[2]基于EDEM方法的穩(wěn)定土攪拌器攪拌過程模擬[D]. 張新勇.長安大學(xué) 2015
[3]基于DEM的瀝青混合料振動篩分效率估算與試驗研究[D]. 楊龍飛.長安大學(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:3413606
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