基于赫兹接触理论的核桃破壳分析与试验研究

作     者：王超 郑甲红 霍启新 赵佳龙 WANG Chao;ZHENG Jia-hong;HUO Qi-xin;ZHAO Jia-long

作者机构：陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021 

出 版 物：《西南农业学报》 (Southwest China Journal of Agricultural Sciences)

年 卷 期：2020年第33卷第12期

页      面：2967-2974页

学科分类：08[工学] 0828[工学-农业工程] 

基　　金：陕西省教育厅产业化项目(14JF003) 陕西省教育厅专项科研计划项目(15JK1104)。 

主　　题：核桃破壳 赫兹接触理论 ANSYS仿真 曲率半径 正交试验 

摘      要：【目的】本文研究了提高核桃的破壳率、整仁率和高露仁率。【方法】基于赫兹接触理论计算出最优的接触面的曲率半径为-33.64 mm,然后设计出了3种不同的接触面,平面、凹球面、尖点。将3种接触模型进行建模,在ANSYS workbench中使用静力学模块进行接触仿真,分析应力、应变、变形云图。【结果】接触面为凹球面时,应力、变形云图面积分布最大。选用含水率、挤压行程以及接触面类型作为3个因素进行正交试验:含水率为20%、挤压行程为6 mm、接触面类型为曲率半径为33.64 mm的凹球面时,破壳效果最好,且接触面类型对于破壳结果影响最为显著。【结论】在最优条件的试验结果中,综合评价值为2.82左右,曲率半径33.64 mm的凹球面可以显著提高核桃破壳效果。