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中国农业科技导报 2023年第3期25卷 96-106页

作者：王洪波樊志鹏乌兰图雅王春光马哲内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特010018

为进一步揭示揉碎玉米秸秆饲料在螺旋输送器中的输送机理,提高揉碎玉米秸秆螺旋输送过程中离散元仿真研究所用参数的准确度,将揉碎玉米秸秆分为秸秆穰、秸秆叶、秸秆皮,采用物理试验和仿真优化设计相结合的方法对离散元仿真参数进行标... 详细信息

为进一步揭示揉碎玉米秸秆饲料在螺旋输送器中的输送机理,提高揉碎玉米秸秆螺旋输送过程中离散元仿真研究所用参数的准确度,将揉碎玉米秸秆分为秸秆穰、秸秆叶、秸秆皮,采用物理试验和仿真优化设计相结合的方法对离散元仿真参数进行标定。首先,通过物理试验得到穰、叶、皮各项本征参数和接触参数的平均值和范围,将范围相对较大的接触参数通过Plackett-Burman试验利用其显著性进行筛选。结果表明,对仿真堆积角影响显著的因素有穰-叶滚动摩擦系数、皮-叶滚动摩擦系数、叶-叶静摩擦系数。对这3个显著性参数进行最陡爬坡试验,将其取值范围进行优化缩小,通过Box-Behnken试验建立堆积角与显著性参数的二阶回归模型,堆积角的目标值设置为物理试验测得的30.4°,寻优得到最佳的显著性参数的取值:叶-穰滚动摩擦系数为0.325,皮-叶滚动摩擦系数为0.377,叶-叶静摩擦系数为0.411,在此组合下仿真堆积角为30.77°。为进一步检验参数取值的准确性,通过t检验得到P>0.05,表明仿真与物理试验堆积角的值无明显差异,验证了最佳参数取值的可靠性。由此表明,应用上述各物理试验和优化试验来测定及标定离散元仿真参数是可行的,同时标定的参数为揉碎玉米秸秆的其他仿真试验提供了参考。

关键词：揉碎玉米秸秆离散元堆积角参数标定

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揉碎玉米秸秆开式压缩蠕变试验研究

揉碎玉米秸秆开式压缩蠕变试验研究

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作者：李伟内蒙古农业大学

学位级别：硕士

在农业纤维物料的压缩过程中,被压缩物料的蠕变特性对压缩工艺的优化、压缩设备的改进、压缩后产品的特性均有重要的影响。本文是以每次喂入物料压缩后形成的草片为研究单元,以开式压缩为试验基础,在液压式高密度压捆试验装置上进行试... 详细信息

在农业纤维物料的压缩过程中,被压缩物料的蠕变特性对压缩工艺的优化、压缩设备的改进、压缩后产品的特性均有重要的影响。本文是以每次喂入物料压缩后形成的草片为研究单元,以开式压缩为试验基础,在液压式高密度压捆试验装置上进行试验研究。本文以含水率17%揉碎玉米秸秆为试验物料,研究在不同喂入量和压缩力下揉碎玉米秸秆的蠕变特性,通过试验研究和理论分析,找到了各参数的分布规律及定量关系。获得了如下结论: （1）在液压式高密度压捆装置的液压控制系统中安装电液比例溢流阀,达到能够完成开式压缩蠕变试验的要求,提高了液压控制系统的自动化程度和可靠性,为以后压捆设备的设计及优化提供帮助。（2）利用波尔兹曼叠加原理、积分原理和最小二乘法等理论,得出了揉碎玉米秸秆的蠕变特性参数,建立了在加载阶段和保压阶段揉碎玉米秸秆蠕变模型及本构方程。（3）以喂入量和压缩力为试验因素,得出揉碎玉米秸秆在压缩过程中的蠕变曲线以及各蠕变参数之间的量化关系和影响规律。（4）利用重复试验方差分析,得出压缩力和喂入量这两个因素对试验影响的主次关系及交互作用的影响规律,并得出了最佳的生产条件。

关键词：揉碎玉米秸秆压缩液压系统蠕变特性

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基于EDEM的揉碎玉米秸秆螺旋输送装置输送机理研究

基于EDEM的揉碎玉米秸秆螺旋输送装置输送机理研究

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作者：樊志鹏内蒙古农业大学

学位级别：硕士

为进一步探索揉碎玉米秸秆的螺旋输送机理,对揉碎玉米秸秆进行离散元建模和标定,并对其螺旋输送过程进行了物理试验和仿真研究,以生产率和功率为指标,在不同螺距、喂入量和螺旋轴转速试验因素下进行螺旋输送试验,主要研究内容和结论如下... 详细信息

为进一步探索揉碎玉米秸秆的螺旋输送机理,对揉碎玉米秸秆进行离散元建模和标定,并对其螺旋输送过程进行了物理试验和仿真研究,以生产率和功率为指标,在不同螺距、喂入量和螺旋轴转速试验因素下进行螺旋输送试验,主要研究内容和结论如下:(1)将揉碎的玉米秸秆按照不同材质大致分为三大类:穰、叶、皮;通过物理试验测得它们本征参数和接触参数的范围,即获得揉碎玉米秸秆穰、叶、皮的密度、弹性模量、剪切模量、泊松比、静摩擦系数、滚动摩擦系数和碰撞恢复系数的参数范围;选择挡板提升法对揉碎玉米秸秆的堆积角进行测量,得到揉碎玉米秸秆的堆积角为30.4°。(2)对揉碎玉米秸秆的的穰、叶和皮分别进行离散元建模;通过PlackettBurman试验得到穰-叶滚动摩擦系数、皮-叶滚动摩擦系数、叶-叶静摩擦系数对仿真堆积角的影响显著;通过Box-Behnken试验得到显著性因素对堆积角影响大小为:穰-叶滚动摩擦系数>皮-叶滚动摩擦系数>叶-叶静摩擦系数;将堆积角试验值30.4°设置为寻优目标,获得显著性因素最佳的参数组合为:叶-穰滚动摩擦系数为0.303,皮-叶滚动摩擦系数为0.409,叶-叶静摩擦系数为0.371;并利用t检验验证了最优参数组合的可靠性。(3)通过物理试验和仿真优化设计相结合的方法对整个螺旋输送过程进行研究。对揉碎玉米秸秆螺旋输送过程中的螺距、喂入量、螺旋轴转速进行单因素、多因素离散元仿真和物理试验。结果表明:螺距、喂入量、螺旋轴转速对螺旋输送的生产率和功率有显著影响,且存在显著的交互作用,各因素对生产率影响显著性依次为喂入量>螺旋轴转速>螺距,对功率的影响显著性依次为喂入量>螺旋轴转速>螺距;以生产率的目标参数为最大值、功率的目标参数为最小值进行寻优得到最优参数为螺距为300mm、喂入量为82.675kg/min、螺旋轴转速为117r/min,此条件下生产率为81.035kg/min、功率为496.701W,并通过t检验验证了其可靠性。

关键词：揉碎玉米秸秆离散元参数标定螺旋输送生产率功率参数优化

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玉米秸秆的可压缩性试验研究

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内蒙古农业大学学报（自然科学版） 2014年第6期35卷 88-90页

作者：王洪波何冬黎张旭内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特010018 内蒙古第一机械集团有限公司包头014030

揉碎玉米秸秆的可压缩性对压缩设备的设计、优化以及压缩工艺的选择等均有重要影响。本文通过对揉碎后玉米秸秆可压缩性的试验研究,发现了在含水率、压缩速度一定的条件下,不同喂入量(初始密度)时揉碎玉米秸秆的可压缩特性,获得了体积... 详细信息

揉碎玉米秸秆的可压缩性对压缩设备的设计、优化以及压缩工艺的选择等均有重要影响。本文通过对揉碎后玉米秸秆可压缩性的试验研究,发现了在含水率、压缩速度一定的条件下,不同喂入量(初始密度)时揉碎玉米秸秆的可压缩特性,获得了体积模量与压缩量(压缩密度)关系曲线,并进行了对比分析。研究结果表明:对揉碎玉米秸秆进行压块处理时,其可压缩性随压缩量(压缩密度)成指数曲线变化规律,曲线中存在明显的拐点;揉碎玉米秸秆在含水率为20%、模孔形状为32mm×32mm×135mm(长×宽×高)、压缩速度为200mm/min时,其最佳压缩密度在240kg/m3左右。

关键词：揉碎玉米秸秆可压缩性体积模量喂入量最佳压缩密度

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