4.3.1秸稈物料的流變規律
秸稈物料受到擠壓作用後,發生了較大的變形,圖4-7為物料在模具中的擠壓變形情況。
從圖4-7中zhong可ke以yi看kan到dao,由you於yu秸jie稈gan物wu料liao和he模mo具ju表biao麵mian之zhi間jian的de摩mo擦ca力li引yin起qi剪jian切qie應ying力li,致zhi使shi靠kao近jin模mo具ju壁bi的de網wang格ge發fa生sheng了le大da的de彎wan曲qu變bian形xing,中zhong間jian秸jie稈gan物wu料liao受shou到dao的de摩mo擦ca力li小xiao,所suo以yi網wang格ge變bian形xing小xiao,流liu動dong速su度du比bi靠kao近jin模mo具ju的de快kuai。隨sui著zhe物wu料liao繼ji續xu被bei擠ji壓ya,物wu料liao與yu模mo具ju壁bi之zhi間jian的de摩mo擦ca力li減jian小xiao,兩liang側ce的de變bian形xing變bian小xiao,中zhong間jian物wu料liao變bian形xing趨qu於yu穩wen定ding,物wu料liao形xing狀zhuang趨qu於yu成cheng型xing。
4-3.2應力應變的分布
圖4-8為物料在X方向的應變分布。
1、由圖4-8可ke見jian,秸jie稈gan原yuan料liao與yu模mo具ju錐zhui麵mian接jie觸chu處chu的de應ying變bian較jiao大da,秸jie稈gan原yuan料liao中zhong部bu位wei置zhi應ying變bian較jiao小xiao,其qi主zhu要yao原yuan因yin是shi受shou剪jian應ying力li的de影ying響xiang。當dang秸jie稈gan原yuan料liao通tong過guo模mo具ju錐zhui麵mian時shi,會hui產chan生sheng較jiao大da的de剪jian應ying力li和he剪jian應ying變bian,促cu使shi與yu模mo具ju錐zhui麵mian接jie觸chu處chu的de物wu料liao向xiang成cheng型xing腔qiang中zhong移yi動dong,致zhi使shi該gai處chu的de秸jie稈gan原yuan料liao應ying變bian最zui大da。

圖4-9為物料在Y方向的應變分布。
從圖4-9中可以看出,Y方fang向xiang應ying變bian的de最zui小xiao值zhi位wei於yu模mo具ju內nei物wu料liao的de中zhong部bu,最zui大da值zhi在zai模mo具ju入ru口kou處chu物wu料liao中zhong心xin處chu。靠kao近jin模mo具ju壁bi處chu的de應ying變bian較jiao大da,這zhe是shi由you於yu秸jie稈gan發fa生sheng塑su性xing變bian形xing,受shou到dao模mo具ju摩mo擦ca力li作zuo用yong流liu動dong出chu現xian滯zhi後hou現xian象xiang,而er模mo具ju中zhong心xin部bu秸jie稈gan物wu料liao受shou到dao擠ji壓ya和he摩mo擦ca力li小xiao向xiang下xia流liu動dong較jiao快kuai。

圖4-10為物料的等效塑性應變分布。
由圖4-10可知,在X方向,秸稈物料在模具入口中心部塑性應變最小,模具錐形角處的塑性應變最大,中心秸稈物料塑性應變比較均勻;這是因為在X方向,秸稈與模具錐麵接觸處壓應力比較集中,導致秸稈的塑性應變較大:在Yfangxiang,mojurukouchujieganwuliaosuxingyingbianzuixiao,suizhewuliaodexiayi,kaodibuhemojubichudesuxingyingbianyueda。zheshiyouyumojuzhuimianchucunzaijianyingli,daozhishouyabianxingzengda,suxingyingbianyesuizhizengda。

圖4-11為物料的等效應力分布。
從圖4-11中可以看出等效應力在錐形角區域附近最大,這是由於物料在錐形區域受到的摩擦力和載荷最大,且與錐形角有很大關係,所以在設計顆粒燃料致密成型機時,合理選擇模具的錐形角度也是到關係工作效率和擠壓模具壽命的重大問題。

摩擦力是秸稈物料致密成型的關鍵因素之一。圖4-12為秸稈在擠壓過程中邊界摩擦應力分布。
由圖4-12可知秸稈物料在錐形區摩擦力最大。秸稈物料在壓力的作用下慢慢進入模具,與模具壁產生摩擦,在錐形區上端摩擦力較小;隨(sui)著(zhe)擠(ji)壓(ya)繼(ji)續(xu)進(jin)行(xing),當(dang)物(wu)料(liao)進(jin)入(ru)錐(zhui)形(xing)區(qu)下(xia)端(duan)時(shi),摩(mo)擦(ca)力(li)增(zeng)大(da),並(bing)在(zai)錐(zhui)形(xing)角(jiao)處(chu)摩(mo)擦(ca)力(li)值(zhi)達(da)到(dao)最(zui)大(da)。過(guo)了(le)錐(zhui)形(xing)區(qu)域(yu)進(jin)入(ru)保(bao)型(xing)孔(kong),摩(mo)擦(ca)力(li)迅(xun)速(su)減(jian)小(xiao)並(bing)趨(qu)於(yu)穩(wen)定(ding)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)致(zhi)密(mi)成(cheng)型(xing)開(kai)始(shi)時(shi)秸(jie)稈(gan)物(wu)料(liao)以(yi)壓(ya)實(shi)為(wei)主(zhu),物(wu)料(liao)經(jing)擠(ji)壓(ya)塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)的(de)增(zeng)加(jia);摩mo擦ca力li迅xun速su增zeng大da,在zai錐zhui形xing角jiao附fu近jin,模mo具ju壁bi側ce壓ya力li最zui大da,所suo受shou載zai荷he和he摩mo擦ca力li達da到dao最zui大da,當dang物wu料liao進jin入ru保bao型xing孔kong後hou,側ce壓ya力li減jian小xiao使shi摩mo擦ca力li下xia降jiang並bing趨qu於yu穩wen定ding。
4.4本章小結
本章應用ANSYS對dui秸jie稈gan致zhi密mi成cheng型xing進jin行xing了le模mo擬ni。建jian立li了le壓ya縮suo幾ji何he模mo型xing,合he理li的de劃hua分fen了le網wang格ge,恰qia當dang的de定ding義yi了le接jie觸chu分fen析xi和he邊bian界jie條tiao件jian,然ran後hou進jin行xing求qiu解jie得de出chu物wu料liao的de流liu變bian規gui律lv以yi及ji應ying力li應ying變bian、摩擦力分布,具體內容如下:
1)分fen析xi了le秸jie稈gan物wu料liao在zai模mo具ju內nei的de流liu變bian規gui律lv,由you於yu剪jian切qie力li的de存cun在zai,致zhi使shi靠kao近jin模mo具ju壁bi的de地di方fang發fa生sheng了le橫heng向xiang變bian形xing,中zhong間jian秸jie稈gan物wu料liao的de流liu動dong速su度du比bi靠kao近jin模mo具ju的de快kuai。
2)對(dui)秸(jie)稈(gan)致(zhi)密(mi)成(cheng)型(xing)的(de)應(ying)力(li)應(ying)變(bian)進(jin)行(xing)了(le)分(fen)析(xi)。在(zai)擠(ji)壓(ya)過(guo)程(cheng)中(zhong),秸(jie)稈(gan)與(yu)模(mo)具(ju)內(nei)壁(bi)的(de)摩(mo)擦(ca)力(li)作(zuo)用(yong)以(yi)及(ji)靜(jing)水(shui)壓(ya)力(li)的(de)改(gai)變(bian),造(zao)成(cheng)秸(jie)稈(gan)成(cheng)型(xing)塊(kuai)應(ying)力(li)應(ying)變(bian)分(fen)布(bu)的(de)不(bu)均(jun)勻(yun),易(yi)出(chu)現(xian)成(cheng)型(xing)表(biao)麵(mian)裂(lie)紋(wen)等(deng)缺(que)陷(xian)。等(deng)效(xiao)應(ying)變(bian)隨(sui)相(xiang)對(dui)密(mi)度(du)的(de)增(zeng)大(da)而(er)增(zeng)加(jia),擠(ji)壓(ya)力(li)也(ye)增(zeng)加(jia),在(zai)模(mo)具(ju)錐(zhui)形(xing)脛(jing)錐(zhui)角(jiao)處(chu),其(qi)等(deng)效(xiao)應(ying)力(li)應(ying)變(bian)達(da)到(dao)最(zui)大(da)值(zhi)。
3)通(tong)過(guo)對(dui)秸(jie)稈(gan)致(zhi)密(mi)成(cheng)型(xing)分(fen)析(xi),發(fa)現(xian)不(bu)同(tong)位(wei)移(yi)時(shi)摩(mo)擦(ca)力(li)的(de)大(da)小(xiao)發(fa)生(sheng)了(le)變(bian)化(hua),在(zai)模(mo)具(ju)錐(zhui)形(xing)角(jiao)處(chu)摩(mo)擦(ca)力(li)最(zui)大(da),到(dao)成(cheng)型(xing)孔(kong)中(zhong)摩(mo)擦(ca)力(li)減(jian)小(xiao)隨(sui)後(hou)便(bian)趨(qu)於(yu)穩(wen)定(ding)。
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