搗固煉焦可以在原料中配入較多弱黏性煤并獲得高質(zhì)量焦炭,在煉焦資源日益緊張的今天有著廣闊的前景。搗固煉焦的核心是將煤粉壓實(shí)成煤餅的搗固工況。然而由于煤餅搗固過(guò)程研究的不足,致使當(dāng)前搗固各相關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)欠缺理論支撐,仍以經(jīng)驗(yàn)類比為主,是制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸。當(dāng)前搗固過(guò)程計(jì)算采用的離散介質(zhì)法不能適應(yīng)實(shí)際煤餅顆粒規(guī)模,無(wú)法為工程設(shè)計(jì)提供足夠依據(jù)；而若采用連續(xù)介質(zhì)法計(jì)算,又難以找到適用于煤餅搗固過(guò)程工程計(jì)算的本構(gòu)關(guān)系模型。針對(duì)這一情況,課題圍繞煤餅搗固過(guò)程的數(shù)值計(jì)算問(wèn)題,采用有限元法,通過(guò)建立合適的本構(gòu)模型、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)與分析、探尋計(jì)算方法等研究,實(shí)現(xiàn)了煤餅搗固過(guò)程的定量描述,使改進(jìn)搗固相關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)成為可能;并以之為基礎(chǔ)為相關(guān)設(shè)備的工程設(shè)計(jì)、分析和改進(jìn)提供理論支撐,為搗固煉焦的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。課題主要研究工作如下：（1）建立了用于搗固煤餅過(guò)程計(jì)算的本構(gòu)關(guān)系模型。該模型以土力學(xué)中彈性非線性Duncan-Chang本構(gòu)模型為基礎(chǔ)進(jìn)行修正,在保留其工程易用性的同時(shí),通過(guò)融入粘彈性力學(xué)中的Kelvin和Maxwell模型的結(jié)構(gòu)使其具備了材料阻尼等動(dòng)力性質(zhì),從而為采用有限元法計(jì)算煤餅搗固過(guò)程奠定了理論基... 

【文章頁(yè)數(shù)】：154 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)表
1 緒論
    1.1 背景
        1.1.1 煉焦業(yè)與搗固煉焦
        1.1.2 搗固煉焦設(shè)備及工藝
    1.2 研究綜述
        1.2.1 搗固煉焦的發(fā)展綜述
        1.2.2 搗固設(shè)備設(shè)計(jì)問(wèn)題和煤餅搗固過(guò)程研究綜述
        1.2.3 適于搗固煤餅分析的本構(gòu)模型綜述
    1.3 本課題研究目的、內(nèi)容和意義
        1.3.0 問(wèn)題的提出
        1.3.1 研究目的和內(nèi)容
        1.3.2 研究意義
    1.4 論文研究思路和組織結(jié)構(gòu)
2 建立動(dòng)力化修正Duncan-Chang模型
    2.1 引言
    2.2 Duncan-Chang彈性非線性模型
        2.2.1 搗固煤餅過(guò)程計(jì)算與Duncan-Chang模型
        2.2.2 Duncan-Chang模型介紹
        2.2.3 修正Duncan-Chang模型研究綜述
    2.3 建立修正模型
        2.3.1 Duncan-Chang模型動(dòng)力化修正思路
        2.3.2 粘彈性本構(gòu)模型的三維化方法
        2.3.3 建立Duncan-Kelvin模型
        2.3.4 建立Duncan-Maxwell模型
        2.3.5 建立Duncan-Kelvin-Maxwell模型
    2.4 本章小結(jié)
3 搗固載荷現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及煤餅的三軸特性
    3.1 引言
    3.2 測(cè)試總體思路
    3.3 搗固載荷與結(jié)構(gòu)應(yīng)力測(cè)試
        3.3.1 壓力傳感器
        3.3.2 采樣頻率與測(cè)試系統(tǒng)
        3.3.3 測(cè)試過(guò)程
        3.3.4 測(cè)試結(jié)果
    3.4 搗固前后煤餅三軸特性
        3.4.1 測(cè)試儀器
        3.4.2 參數(shù)確定方法
        3.4.3 測(cè)試過(guò)程與結(jié)果
    3.5 本章小結(jié)
4 搗固煤餅過(guò)程動(dòng)力計(jì)算
    4.1 引言
    4.2 搗固過(guò)程計(jì)算方法
        4.2.1 土體動(dòng)力特性計(jì)算概述
        4.2.2 搗固過(guò)程計(jì)算的動(dòng)力學(xué)方法
        4.2.3 材料非線性的計(jì)算方法
        4.2.4 自定義材料UMAT函數(shù)的流程
        4.2.5 修正Duncan-Chang模型的UMAT程序?qū)崿F(xiàn)
    4.3 單次沖擊數(shù)值計(jì)算
        4.3.1 本構(gòu)模型的計(jì)算修正
        4.3.2 計(jì)算模型的建立
        4.3.3 煤餅初應(yīng)力平衡
        4.3.4 修正Duncan-Chang模型驗(yàn)證和阻尼系數(shù)的計(jì)算分析
        4.3.5 單次沖擊計(jì)算結(jié)果與裝煤車設(shè)計(jì)
    4.4 連續(xù)沖擊的數(shù)值計(jì)算
        4.4.1 連續(xù)沖擊中本構(gòu)模型修正思路
        4.4.2 本構(gòu)模型的線性反演
        4.4.3 連續(xù)沖擊建模計(jì)算與驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
5 裝煤車設(shè)計(jì)方法改進(jìn)
    5.1 前言
    5.2 搗固工藝相關(guān)參數(shù)正交試驗(yàn)優(yōu)選
        5.2.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法
        5.2.2 參數(shù)確定與正交表設(shè)計(jì)
        5.2.3 建模計(jì)算與結(jié)果分析
    5.3 建立搗固壓力簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)載荷
        5.3.1 簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)載荷建立思路
        5.3.2 側(cè)壁壓力規(guī)律
        5.3.3 底板壓力規(guī)律
        5.3.4 簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)載荷的建立
        5.3.5 簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)載荷的校驗(yàn)
    5.4 裝煤車有限元計(jì)算與結(jié)構(gòu)改進(jìn)
        5.4.1 結(jié)構(gòu)改進(jìn)思路
        5.4.2 計(jì)算模型建立
        5.4.3 計(jì)算結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)摘要
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間科研項(xiàng)目及科研成果
致謝
作者簡(jiǎn)介


【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3732110