基于ANSYS的基质草籽毯成型机挤出口优化与试验

作     者：刘德军 刘天奇 李宇鸽 刘子晖 孙嘉忆 晁浚淇 董译隆 刘鑫朕 LIU Dejun;LIU Tianqi;LI Yuge;LIU Zihui;SUN Jiayi;CHAO Junqi;DONG Yilong;LIU Xinzhen

作者机构：沈阳农业大学工程学院沈阳110866 

基　　金：国家自然科学基金项目(32171900) 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2023年第39卷第8期

页      码：76-85页

摘      要：基质草籽毯成型机以农业废弃物秸秆和牲畜粪便为主要原料,制作绿化用草坪,可以实现连续不间断成型生产。针对现有成型机挤出口质量较大,造成材料消耗多和螺栓连接负担重的现象,以挤出口缩颈处长度、缩颈处宽度、料板厚度和螺栓孔直径为研究对象,运用ANSYS Workbench19.2有限元软件在静态特性分析和参数化建模基础上,基于多目标优化的响应面方法对挤出口模型进行优化,得到尺寸参数最优值:缩颈处长度180 mm、缩颈处宽度60 mm、料板厚度3.5 mm、螺栓孔直径11 mm,此时挤出口部件最大变形和最大等效应力较优化前分别减小了35.95%和13.8%;为了进一步优化挤出口尺寸,利用拓扑优化使零件总质量减轻了36.60%。采用EDEM软件对参数优化和拓扑优化进行验证,得到成型颗粒密度和挤出颗粒质量分别为1383.2kg/m^(3)和2709g。利用优化结果制作样机,与优化前成型装置进行对比试验结果表明:成型颗粒密度和挤出颗粒质量与优化前相比分别提升5.84%和2.88%,进一步发芽和烘干试验表明,优化效果达到预期目标,可为相关设备的研发和生产提供理论参考。

主 题 词：秸秆 基质 农业有机废弃物 挤压成型装置 挤出口 优化设计 

学科分类：08[工学] 0828[工学-建筑类] 082801[082801] 

核心收录：

D　O　I：10.11975/j.issn.1002-6819.202212001

馆 藏 号：203122383...