發(fā)布時間：2019-11-13 04:14

【摘要】：苧麻纖維是一種天然的紡織纖維,大量用于紡織行業(yè)。本文以收獲期的苧麻莖稈為研究對象,采用試驗測試、力學(xué)建模及離散元模擬相結(jié)合的研究方法,測試了苧麻莖稈界面的力學(xué)性能,基于EDEM軟件建立了苧麻莖稈韌皮纖維和木質(zhì)部不同材料的離散元顆粒模型,模擬仿真分析了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對苧麻莖稈剝離作用,并在試驗臺架開展了苧麻莖稈分離的試驗,驗證了優(yōu)化參數(shù)可靠性。論文的主要研究成果:(1)采用HD-B604-S電腦伺服式拉力試驗機與TF-2056B懸臂梁沖擊試驗機,對不同含水率下不同部位的苧麻莖稈進(jìn)行了靜態(tài)拉伸剝離試驗和動態(tài)沖擊剝離試驗。試驗數(shù)據(jù)表明:苧麻莖稈下部的徑向拉伸剝離力最大,最大徑向剝離力平均值為1.9977N,隨著含水率降低徑向剝離力變大;而莖稈上部的軸向拉伸剝離力最大,最大軸向剝離力平均值為157.998N,隨著含水率降低軸向剝離力變小;莖稈上部的沖擊剝離能最大,最大沖擊剝離能平均值為0.384J,隨著含水率降低沖擊剝離能也變小。(2)以提出的新型直喂式速差剝離和間歇式刮麻共同作用為機構(gòu)模型為基礎(chǔ),建立了核心工作部件剝麻輥齒結(jié)構(gòu)與苧麻莖稈相互作用分離瞬態(tài)動力學(xué)模型。推導(dǎo)了輥齒對麻稈作用的折斷能和分離能的關(guān)系表達(dá)式。表明了莖稈分離效果不僅與苧麻自身材料屬性(彈性系數(shù)、阻尼系數(shù)、固有頻率)有關(guān),還與莖稈分離臺架的結(jié)構(gòu)參數(shù)(剝麻輥半徑、齒數(shù)、嚙合深度)及各對輥齒轉(zhuǎn)速大小有關(guān)。(3)運用EDEM軟件建立了莖稈分離與輥齒相互作用的離散元模型,利用建立的虛擬仿真模型為平臺,以脫骨量和剩皮量為評價標(biāo)準(zhǔn),采用四因素五水平的正交試驗方法,對輥齒結(jié)構(gòu)的參數(shù)與莖稈分離效果進(jìn)行了仿真試驗分析,表明最佳工作參數(shù)組合為壓輥轉(zhuǎn)速150r/min,嚙合深度12mm,剝麻輥轉(zhuǎn)速800r/min,剝麻輥齒數(shù)20。根據(jù)正交試驗的最佳參數(shù)組合進(jìn)行臺架驗證試驗,莖稈分離剝凈率為98.5%。該研究為苧麻莖稈分離機理提供了一種新的研究方法,也為研發(fā)新型苧麻莖稈分離機械設(shè)備提供理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：武漢紡織大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TS123.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2560121