葵花籽仁力学特性的有限元分析

为减少葵花籽仁在收获、储运过程中的机械损伤,并为相关机械的设计提供理论依据,根据测量得到的几何尺寸与试验得到的力学参数,建立了葵花籽仁的物理模型及有限元计算模型。通过有限元分析的方法,分析了葵花籽仁在不同载荷和作用方式下的破坏形式以及变形与应力的分布规律,并将有限元仿真结果与试验结果进行对比,验证了模型的可行性。结果表明:葵花籽仁的抗挤压能力具有各向异性,其沿X、Y、Z3个方向的弹性模量分别为E_X=64.01 MPa,E_Y=23.63 MPa,E_Z=101.8 MPa。相同压力下,葵花籽仁受到水平方向挤压时破碎的可能性最大,而竖直方向破碎的可能性最小;加载方向的不同使得籽粒的破坏形式不同,竖直方向加载时易产生局部裂纹破裂,而水平和垂直两向加载时籽粒会沿子叶夹缝开裂,其中垂直向加载时有失稳的可能。     

橡胶果破壳力学特性试验与分析

为研究橡胶果在不同条件下静态压缩破壳力的变化规律,对橡胶果分别进行X、Y、Z 3个加载方向的剪切力、锥刺力、挤压力的静态压缩试验;运用有限元法建立橡胶果的力学模型,研究橡胶果在压缩载荷作用下应力应变情况及损伤规律。试验结果表明:橡胶果在剪切力、锥刺力、挤压力下的破壳力大小关系为F_(挤压力)F_(剪切力)F_(锥刺力);橡胶果较佳的加载方向为Y方向;试验中Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类橡胶果的挤压破壳力分别为0.548 0,0.564 5,0.715 1 kN,破壳力随着橡胶果尺寸的增加而增加;有限元分析出最佳加载方向为Y方向,与试验结果一致。     

鲜枣整果力学特性研究及其有限元分析

为预测鲜枣在收获、贮运过程中的机械损伤,对甘肃靖远产小口大枣进行整果压缩特性研究及仿真分析。通过压缩实验,获得了不同加载速率条件下（10～30 mm/min）整果在横向和纵向上的弹性模量、破裂负载和破裂相对变形量：横向分别为：8.23～9.70 MPa、227.52～305.97 N、16.07%～17.46%;纵向分别为：10.05～11.44 MPa、288.50～383.17 N、16.33%～20.12%。通过观察鲜枣破裂特征,建立鲜枣压缩力学有限元模型,比较鲜枣在横向和纵向受压的模拟值和实验值,最大差异为11.4%。结果表明：鲜枣的抗挤压能力具有各向异性（相同压力下,鲜枣横向放置时的变形量大于纵向放置;相同压缩位移下,纵向承载压力大于横向）。在验证了仿真数值可行的基础上,利用有限元法可分析鲜枣内部应力应变的分布情况。研究结果可为鲜枣的作业装备设计以及减少其机械损伤提供理论依据。     

粉料干法造粒挤压辊的力学特性及有限元分析

根据干法造粒过程中挤压辊的受力特点,结合Von Mises准则建立挤压辊力学模型,通过模型求解与简化,计算其等效应力,并从理论上定性分析挤压辊力学特性。利用SolidWorks软件建立挤压辊三维实体模型,通过有限元软件ANSYS Workbench对其力学特性进行定量分析。理论分析和仿真结果表明:挤压辊变形主要集中在沿挤压辊宽度30~150mm内,最大变形量出现在挤压辊表面(z/a=0.0)中心区域,变形量达0.026 4 mm;挤压辊在深度z/a=0.5圆柱面应力最大为43.2 MPa。     

无患子种仁油特性及微波预处理提取无患子种仁油工艺研究

为全面开发无患子资源,考察了无患子种仁油的特性,并研究了无患子种仁油提取的微波预处理工艺.结果表明:无患子种仁油的酸值(KOH)为2.30 mg/g,碘值(Ⅰ)为96.28g/100 g,皂化值(KOH)为210.38 mg/g;无患子种仁油中的不饱和脂肪酸含量高达83.05％,其中油酸占51.87％;微波预处理提取无患子种仁油的最佳工艺条件为:微波功率1000W,微波时间10 min,索氏提取2h;在最佳工艺条件下,无患子种仁油得率为36.21％.     

基于含水率的无患子物理性质的测定

为了给无患子加工机械的研发提供设计依据和理论基础,需要对无患子的物理特性及机械特性进行研究,如无患子的三维尺寸、含水率、千粒重、密度、孔隙率、静摩擦系数等,并研究一些物理性质随含水率的变化关系。结果表明:无患子果及无患子种子的三维尺寸、粒子密度、体积密度、无患子果皮及无患子种子与其他材料的静摩擦系数随含水率的升高而增大;无患子果及无患子种子的孔隙率、无患子种子(除长度方向)的压缩破坏载荷随含水率的升高而减小。     

油桐籽破壳力学特性及主要影响因素研究

为研究适用于油桐籽的高效脱壳设备,开展油桐籽破壳力学特性研究,分析破壳力作用形式、油料粒径大小对其破壳效果的影响。结果表明:油桐籽在顶压、侧压和俯压不同挤压变形时,其籽壳裂纹只有一条且各处同时出现小裂纹,裂纹均沿施力方向延伸,裂纹宽度随着压力的增加而增大;在匀速加载过程中,无论是顶压、侧压还是俯压,在未破裂时压力随着变形量的增加而呈现线性增加,当加载到超过外壳所能承受的最大载荷,外壳发生破裂,从而导致破壳力急剧下降,曲线中断;破壳力的大小受力的作用形式及油桐籽粒径的影响,在相同的加载方式下,破壳力随着油桐籽等级的增大而增加,但不明显;在油桐籽大小等级相同的情况下,顶压方式破壳所需要的破壳力和侧压方式基本相同,但破壳力明显小于俯压方式,即油桐籽在一对集中力作用下顶压方式和侧压方式更易破裂。     

基于Workbench的青核桃力学特性分析

根据青核桃去皮过程中的受力特点,分析青核桃静力学特性,建立青核桃的几何模型;通过对青核桃进行不同加载方式下的压力试验,运用Workbench对青核桃在不同加载方式下的力学特性进行仿真模拟。通过比较压力试验和模拟仿真值,发现二者的结果一致,说明仿真的可行性,所建的力学模型可以分析核桃青皮在去皮过程的破损机理,可为研制新型青核桃去皮机械提供参考依据。压力试验与有限元模拟结果表明,施加相同压力条件下,方向并不是去青皮的决定性因素。     

板栗破壳力学特性的影响因素研究

用准静态压缩实验,对影响板栗破壳力的不同因素:加载方向、大小、加载速率、含水率以及板栗的几何形状进行了分析.结果表明,影响板栗破壳力的主要因素为板栗含水率、板栗大小以及加载方向;影响板栗破壳效果的主要因素有含水率、加载速率;在沿Y方向施加载荷时最省力;得出了板栗大小和破壳力之间的函数关系式及含水率与破壳力之间的函数关系式.     

西瓜子破壳力学特性的影响因素

目的：对西瓜子破壳载荷的影响因素进行研究，为其破壳加工工艺提供理论依据；方法：设计西瓜子挤压破壳试验，对影响西瓜子破壳载荷的不同因素：加载位置、加载速率、西瓜子宽度和含水率进行研究，求出回归方程并进行方差分析；结果：加载位置应位于西瓜子最大宽度两侧；西瓜子的含水率是影响破壳载荷的显著因素，适当增加可以减小破壳载荷并降低能耗；根据西瓜子宽度设置挤压间隙，增大加载速率可提高生产效率，这2个因素都不影响破壳载荷。     

无患子籽油脂肪酸成分分析

为了开发利用无患子资源,对无患子籽油的主要理化特性及脂肪酸组成进行了研究.结果表明:无患子种仁含油量为42.7%,无患子籽油不饱和脂肪酸含量高达86.63%,其中油酸含量为55.68%;无患子籽油的酸值(KOH)为4.33 mg/g,碘值(I)为102.22 g/100 g,是很有开发前景的生物柴油的原料.     

冬枣压缩特性实验与计算仿真研究

为了研究冬枣果实在收获、分选、运输及贮藏过程的力学特性,对冬枣果实进行压缩实验和有限元仿真,分析不同成熟度白熟期和脆熟期冬枣在不同压缩方向下的弹性模量以及接触应力。压缩实验结果表明:白熟果实的破裂力大于脆熟果实;二者的压缩曲线相似,横向压缩曲线有较明显的生物屈服点,纵向压缩时没有明显的屈服点。横向压缩时,白熟果实的平均弹性模量计算值与仿真值分别为3.527 MPa和3.263 MPa,平均误差为11.38%;脆熟果实的平均弹性模量计算值与仿真值分别为3.131 MPa和2.877 MPa,平均误差分别为12.96%。纵向压缩时,白熟和脆熟果实的弹性模量计算值与仿真值平均误差分别为26.24%和27.66%。压缩应力云图显示:上压头接触面的最大应力大于与固定底板接触面的最大应力;横向压缩时,上下表面的接触应力呈现对称分布;相同的压缩方向,白熟果实的计算最大应力和仿真最大应力都大于脆熟果实;最大应力的计算值和仿真值的误差较大,最小平均误差为26.24%。研究结果可为冬枣运输、分级及贮藏过程中选择合适的包装设计和摆放方式提供理论参考。     

温185核桃压缩力学特性研究

为了进一步改进核桃破壳装备的设计与制造,利用万能材料试验机研究核桃压缩破裂的力学过程,分析含水率、加载速度对核桃壳破裂力学参数的影响。沿3个加载方向压缩核桃和空核桃壳,对比分析核桃壳体的破裂过程。在4种不同加载速度(100,200,300,400mm/min)下,对4种含水率(4%,6%,8%,10%)的空核桃壳进行压缩试验,测定核桃壳的破裂力、破裂功、破裂功率和理论弹性模量,并对各力学参数进行显著性分析。结果表明,核桃壳体破裂属韧脆性断裂,空壳核桃壳体在线性区间内的破裂力学参数能较好地反映核桃壳体的压缩力学特性。随含水率和加载速度的变化,核桃壳体的各力学参数呈一定规律变化,且含水率、加载速度对核桃壳线性区间的破裂力、破裂功、理论弹性模量的影响显著,对核桃壳线性区间的破裂功率的影响不显著。     

基于有限元分析法的家具力学特性研究现状与展望

家具力学性能达标与否是影响家具使用寿命和安全性的重要因素。有限元法作为一种性能分析和仿真实验的手段,能够缩短家具研发周期,降低生产成本,节约材料,提高产品质量。在"中国制造2025"的时代背景下,家居行业正通过数字化设计、柔性化生产等方式向智能制造转型升级,家具设计领域亟需引入新的设计方法和技术。本文旨在通过分析有限元技术在家具力学特性方面的应用及研究现状,探讨家具行业应用有限元法实现智能设计、制造、优化改进的可行性。     

刀豆脱壳力学特性的实验研究

利用万能试验机对刀豆的力学特性进行压缩实验。选择破壳力、破壳变形量和破壳能量为实验指标,以刀豆宽度、厚宽比、含水率、加载位置和试验机的施压速率为因素进行了混合水平正交实验和回归分析。结果表明,当沿荚果纵脊面平行压缩时,破壳效果理想,为脱壳的有效加压方向。含水率对破壳力和破壳能量的影响极显著,呈非线性正相关关系,降低含水率有利于提高脱壳率和减少设备能耗。加载位置、宽度和厚宽比对破壳变形量有显著影响,破壳变形量总体上随宽度和厚宽比的增大而减小。刀豆破壳力和破壳能量的综合最优水平组合:加载位置为中部,含水率为14.6%,施压速率为20mm/min。      

白萝卜常规力学特性试验

为了获得白萝卜的力学性质并提供其在采收、运输、储藏及工业生产中必要的理论依据,以加载部位、方向、速度及含水率为影响因素进行试验,分析各因素对白萝卜常规力学特性(应力,弹性模量)的影响。结果表明:白萝卜的中部抗压能力较强、下部较弱(弹性模量分别为2.16,2.07 MPa);白萝卜是各向异性的,且轴向抗压能力比径向的强(弹性模量轴向2.19 MPa、径向1.98 MPa);含水率对弹性模量影响显著,且弹性模量随着含水率降低而增加。因此,白萝卜在运输和储藏过程中,应尽量避免径向受力。     

快速电磁离合器力矩特性的有限元分析

快速电磁离合器的结构比较复杂，仅仅采用磁路计算具有很大的近似性，为了能精确得到快速电磁离合器的力矩特性，文中采用了有限元法对其进行研究分析，并考虑铁磁材料的饱和性，建立了快速离合器二维非线性轴对称场的数学模型，给出它的力矩特性，对快速离合器的设计选用具有一定的指导意义。     

钉子植入木材的力学特性试验

通过分析钉子植入木材的过程,确定力学特性试验的方法,依据此方法设计试验装置并进行钉子对木材植入的力学特性试验。通过对试验结果相关数据的处理和分析,得出木材在钉子植入其内的过程中的力学特性,体现为一定的阻尼性和弹性。     

玫瑰香橙压缩特性及损伤机理

目的:减少玫瑰香橙在包装、运输过程中的损伤。方法:根据玫瑰香橙的基础几何数据及TPA试验、穿刺试验得出的最大压缩力、穿刺力,构建有限元模型对玫瑰香橙进行压缩仿真模拟。结果:玫瑰香橙直径范围为58.2～78.6 mm,平均质量为169.746 g,赤道部果皮平均厚度为3.1 mm,最大穿刺力为6.26 N,平均破裂力为126.802 N。结论:玫瑰香橙赤道部位的抗压能力相对较弱,应避免受到挤压、冲击;玫瑰香橙在采摘、运输过程中能承受的力不宜超过100 N。