甘蔗壓榨提汁過程是一個非常復(fù)雜的非線性過程,涉及蔗料彈塑性變形、甘蔗纖維和蔗汁之間的固液耦合以及壓榨輥與甘蔗纖維、甘蔗纖維之間相互摩擦接觸等非線性問題。由于過程復(fù)雜,運用現(xiàn)有的甘蔗壓榨理論和方法一直無法有效解決這些問題。目前,我國制糖業(yè)面臨升級改造的壓力,相應(yīng)的裝備設(shè)計水平不高。因此,本文以蔗料為研究對象,從甘蔗纖維的力學(xué)性能研究入手,通過材料性能實驗、數(shù)學(xué)模型和仿真實驗,開展蔗料本構(gòu)模型、彈塑性耦合模型、固液耦合力學(xué)模型、甘蔗壓榨三維仿真方法以及優(yōu)化甘蔗輥結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的研究,厘清上述問題,改進現(xiàn)有的甘蔗壓榨理論和方法,對于理解甘蔗壓榨過程、改進壓榨工藝、優(yōu)化壓榨機設(shè)計具有重要的科學(xué)指導(dǎo)意義;同時有助于企業(yè)提高技術(shù)水平和實現(xiàn)良好的經(jīng)濟效益與社會效益。蔗料參數(shù)是準(zhǔn)確建立蔗料本構(gòu)模型的基礎(chǔ)。由于甘蔗壓榨過程中蔗料參數(shù)不斷變化,目前學(xué)者們普遍采用材料參數(shù)的平均值來建立模型,這些參數(shù)不準(zhǔn)確。為此,本文通過單軸壓縮試驗研究蔗料的應(yīng)力與壓縮比的關(guān)系,通過加載-卸載試驗獲得甘蔗纖維的彈性模量、壓縮指數(shù)和回彈指數(shù),通過固結(jié)排水實驗研究圍壓與甘蔗纖維泊松比之間的規(guī)律,利用直接剪切試驗獲得甘蔗纖維的剪切特... 

【文章來源】：廣西大學(xué)廣西壯族自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－２重吸現(xiàn)象示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｒｅ－ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ??

？料材料參數(shù)，并建立蔗料彈塑性本構(gòu)模型。運用Ｄａｒｃｙ定律和Ｂｉｏｔ有效應(yīng)力原理建立蔗??料固液耦合力學(xué)模型。運用有限元方法進行求解，分析應(yīng)力分布情況、壓縮比和應(yīng)力的??規(guī)律，并通過準(zhǔn)靜態(tài)和動態(tài)壓縮實驗來驗證模型的正確性。??（３）甘蔗壓榨過程三維仿真分析。運用演化參數(shù)的蔗料固液耦合力學(xué)模型，結(jié)合??三維壓榨輥有限元模型，對兩輥蔗料壓榨過程的進行瞬態(tài)仿真分析，獲得不同壓縮比、??蔗層厚度、輥徑和輥面速度對蔗料應(yīng)力、孔隙壓力、最大孔隙比、蔗汁速度、壓榨輥壓??力和轉(zhuǎn)矩的影響，尋求在不同參數(shù)條件下蔗料、蔗汁以及壓榨輥相應(yīng)的變化規(guī)律，為甘??蔗壓榨提汁的工藝優(yōu)化提供借鑒。??（４）壓榨輥結(jié)構(gòu)設(shè)計方法研宄。分析傳統(tǒng)的壓搾輥結(jié)構(gòu)設(shè)計理論方法，運用試驗??設(shè)計方法設(shè)計適用于甘蔗壓榨輥結(jié)構(gòu)設(shè)計的仿真實驗方案，利用蔗料演化參數(shù)的固液耦??合力學(xué)模型結(jié)合有限元方法獲得壓榨輥結(jié)構(gòu)參數(shù)與優(yōu)化目標(biāo)的樣本空間，采用近似模型??方法確定壓榨輥結(jié)構(gòu)參數(shù)與優(yōu)化目標(biāo)的數(shù)學(xué)模型，運用多目標(biāo)粒子群優(yōu)化方法對壓榨輥??結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化，獲得最佳壓榨輥結(jié)構(gòu)參數(shù)組合。最后，總結(jié)形成一種以壓榨輥轉(zhuǎn)矩、??孔隙壓力最小為目標(biāo)的最佳壓榨輥結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。??１．５．２技術(shù)路線??＿―：????

Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??靜態(tài)壓縮實驗裝置??態(tài)壓縮實驗裝置由萬能試驗機、壓力計及應(yīng)變測試系統(tǒng)組成，如圖儀器設(shè)備如下所示：??ＤＷ３１００萬能材料試驗機，中國科學(xué)院長春科新公司測試儀器研究Ｈ３８型應(yīng)變測試系統(tǒng)，江蘇東華測試技術(shù)股份有限公司；??ＹＹ９壓力計，西安航動儀器儀表有限公司；??Ｐ２００１Ｎ電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司。??■?ＩＩ９ＨＢＩＩＩ??Ｉ?產(chǎn)－??Ｍ?■?，?ＹＫ?ｍｊＭ???（．ｏｎｕｅｃｔｉｎｇ?－ｓ＾ｌ??ｎ：?ｉｌｌ１??二?－１??ｒ

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于PCE的飛行器不確定性量化方法[J]. 劉博,尚曉兵,晁濤,馬萍,楊明.  系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2018(12)
[2]甘蔗糖廠1370壓榨機反齒式下送輥應(yīng)用[J]. 梁引春,劉錦捷,陸濤,陳正洪,甘燕.  輕工科技. 2018(12)
[3]巖石自然結(jié)構(gòu)面刻錄制作方法及其直剪條件下磨損特征分析[J]. 江權(quán),楊冰,劉暢,馮夏庭,史應(yīng)恩,宋磊博,王秋霖.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2018(11)
[4]拉深筋結(jié)構(gòu)參數(shù)與約束阻力的回歸正交試驗[J]. 李群,楊聰,鄒宗園,郭佳.  鍛壓技術(shù). 2018(08)
[5]甘蔗糖廠錘度在線自動檢測系統(tǒng)的研究[J]. 黃爽,秦健南,葉權(quán)圣,秦會敏,徐寧,陳建斌.  甘蔗糖業(yè). 2018(04)
[6]正反向直剪下層狀巖體強度和破壞特征模型試驗[J]. 劉偉,曾亞武,夏磊,陳曦.  武漢大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2019(07)
[7]上海黏土壓縮指數(shù)和回彈指數(shù)經(jīng)驗關(guān)系[J]. 何平,王衛(wèi)東,徐中華.  巖土力學(xué). 2018(10)
[8]基于均勻設(shè)計與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的橋梁設(shè)計參數(shù)優(yōu)化[J]. 高穎,王可意,郭慶林,朱涵.  鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計. 2018(07)
[9]復(fù)雜加載條件下的砂土本構(gòu)模型[J]. 萬征,孟達.  力學(xué)學(xué)報. 2018(04)
[10]基于混合因素均勻設(shè)計的槽式聚光器結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 吳紅華,米慧敏.  湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(05)

碩士論文
[1]甘蔗糖廠壓榨機技術(shù)改進研究[D]. 何益蓋.廣西大學(xué) 2014
[2]新型兩輥甘蔗壓榨機系統(tǒng)的模糊可靠性分析及其壓榨輥的模糊可靠性優(yōu)化設(shè)計的研究[D]. 趙小蓮.廣西大學(xué) 2001



本文編號：3221087