基于Pro/E与ANSYS的挤压膨化锥形螺杆分析

锥形螺杆是挤压膨化机的关键部件,由于长期承受高温、高压的作用,其工作条件较恶劣,因此对它的可靠性提出了较高的要求。为此,利用现代设计方法和手段,实现螺杆从Pro/E到ANSYS的无损导入,并在此基础上简要说明ANSYS分析螺杆的整个流程,为进一步进行螺杆的有限元分析、优化研究以及挤压膨化的模拟试验奠定基础。     

挤压膨化锥形螺杆的三维有限元分析

螺杆是挤压膨化机的关键部件，由于长期在高温、高压等恶劣条件下工作，因此对其可靠性提出了较高的要求。为此，利用ANSYS软件，通过对复杂结构的不等径变螺距锥形螺杆进行三维应力分析，得到了各点的应力值和变形值，为进一步对螺杆的优化研究以及挤压膨化的模拟试验奠定了基础。     

油菜籽挤压膨化系统参数优化试验

通过自行研制的干式高含油油料挤压机对油菜籽进行浸油前的预处理,应用正交旋转组合设计法找出了用于浸油的油菜籽挤压膨化系统参数(模孔孔径、模孔温度、物料含水率、螺杆转速)对各考察指标(粕的残油率、挤压机生产率及相对度电产量)的影响规律,并运用模糊综合评判法通过频数选优进行了系统参数的优化组合。研究表明当模孔孔径在10~11mm、模孔温度为99~111℃、螺杆转速在52~60r/min、物料含水率为6.4%~8.0%时,可以获得较优的机械生产性能和粕残油率指标。     

秸秆挤压膨化机的试验研究

饲料膨化技术是近20年来发展最为迅速的一项饲料加工技术。膨化饲料除具有一般全价颗粒料的优点外,还具有提高饲喂动物的消化吸收率、有效预防动物疾病、拓展饲料资源等优点。为此,通过对秸秆挤压膨化机的试验,改善了秸秆的理化指标,从而为集约化利用秸秆饲喂鸡、猪等单胃动物提供了条件。     

沼液固液分离螺旋挤压设备优化设计与试验

针对国内传统螺旋挤压固液分离设备处理发酵后沼液时,存在筛网易堵塞、滤液含固率高、出料效率低等问题,改进设计了一种新型固液分离设备。该文首先阐述了设备的总体结构和工作原理,其次对挤压脱水系统中的挤压螺旋杆叶片、螺旋轴直径以及筛网结构改进优化,最后对设备样机进行了实地性能试验。结果表明,改进后的螺旋挤压设备能大幅度提高沼液的分离效率,挤出的沼渣含水率最低为59%,滤液含固率最低达到3%,与传统螺旋挤压机相比,具有分离效率高、使用稳定、堵塞率低等优势,满足设备日常运维及沼液资源化利用要求。     

玉米挤压淀粉酶法改性制膜的工艺优化

为了提高可降解性玉米淀粉膜的力学性能,并获得玉米挤压淀粉酶法改性制膜的最适工艺参数,该研究以普鲁兰酶为酶制剂来改善玉米挤压淀粉膜,以酶作用温度、pH值、酶添加量、酶解时间及玉米挤压淀粉浓度为试验因子,膜的抗拉强度为响应值,采用中心旋转组合试验设计进行试验。结果表明：5个因素对酶改性挤压淀粉膜抗拉强度的影响大小依次为玉米挤压淀粉浓度＞酶添加量＞酶解时间＞pH值＞酶作用温度;最佳酶解制膜工艺条件为：酶作用温度46.57℃,pH值4.44,酶添加量6.63 u/g,酶解时间9.31 h,玉米挤压淀粉浓度7.00%,在此条件下,膜抗拉强度的预测值为24.3654 MPa,验证试验所得膜抗拉强度为24.2539 MPa,比未改性膜的抗拉强度提高了338.01%。回归方程的预测值和试验值差异不显著,所得回归模型拟合情况良好,达到设计要求。膜的抗拉强度与酶解挤压淀粉中直链淀粉含量之间存在极显著正相关关系,相关系数为0.863。     

秸秆挤压膨化机的研究

通过对秸秆挤压膨化机的试验,改善了秸秆的理化指标,从而为集约化利用秸秆饲喂鸡、猪等单胃动物提供了条件。     

挤压超声联用提取米糠多糖工艺优化

为了提高米糠多糖得率,将挤压与超声方法联用,在单因素试验基础上采取二次正交旋转组合试验,研究了酶法提取米糠多糖的挤压工艺条件和超声波处理条件,并构建了超声波处理的数学模型.试验结果表明:在物料含水率20％、挤压温度115℃、螺杆转速120 r/min的挤压条件下,获取的米糠经酶解后,在处理时间21 min、超声波功率117W、处理温度72℃、液料比为8.7 mL/g的优化条件下,米糠多糖得率可达7.18％.     

车辆转向节挤压参数优化研究

车辆转向节的挤压成型属于镦挤和正挤压组成的复合挤压问题 ,本文应用刚塑性模型分析了镦头直径和圆角半径参数变化对挤压成型质量的影响 ,找出了挤压成型过程的最佳参数范围。     

油菜茎秆抗挤压特性试验研究

以油菜茎秆为研究对象进行茎秆抗挤压特性试验研究,为油菜分厢成行作业提供设计依据。选取偏移量和挤压力大小为测试指标,对茎秆直径大小、挤压部位离地高度、挤压偏角及油菜成熟度等进行了单因素试验。试验结果表明：茎秆直径、挤压部位离地高度、挤压偏角、成熟度等对挤压力和偏移量影响显著。其中,折断试验表明,偏角主要分布在40°～60°范围内。以回弹比和单位挤压力为评价指标,对挤压部位离地高度、挤压偏角、油菜成熟度等进行了正交试验。极差分析表明,离地高度为600mm、挤压偏角为30°、中等成熟阶段的挤压效果较好,回弹比小于20％,单位挤压力低于0．25N/mm-1。     

马铃薯泥加工技术及发展现状

马铃薯泥是马铃薯食品的重要组成部分,可以由鲜马铃薯直接制作,也可以由脱水马铃薯全粉加入热水搅拌制成,是餐饮行业的传统菜肴,也是速食食品行业的新星。通常从口感、风味、色泽、质构特性和营养成分等方面评价薯泥制品的品质。马铃薯泥加工过程中的预处理技术、制泥技术和干燥技术对薯泥品质有直接影响。尽管国内马铃薯制泥工艺不断优化,新型制泥设备种类也层出不穷,但是制作过程中仍然存在马铃薯泥口感风味劣变、营养成分损失及生产能耗较高等问题。马铃薯泥生产的品种筛选、集成化加工和新配方研发等领域仍然需要寻求创新和突破,从而实现马铃薯主粮化的跨越式发展。      

发动机支架结构拓扑优化设计

突破传统的零部件设计方法,将基于变密度法的连续体结构拓扑优化方法应用到发动机支架结构设计中,以结构刚度作为约束条件,重量最小化为目标函数,对三种工况载荷下的发动机支架进行了拓扑优化设计,在保证结构强度的前提下,获得优化模型中材料分布的最佳形式,结合工程实践设计出刚度高重量轻的发动机支架合理结构,避免了设计过程中的盲目性和主观性,提高了设计效率。     

马铃薯杀秧机设计优化与试验

马铃薯收获前的杀秧作业对提高马铃薯品质及收获效率有显著的促进作用,现有机型存在打碎长度合格率差、带薯率高、土壤在护罩上粘着严重等问题,为此,设计一种新型马铃薯杀秧机。对其关键部件进行结构设计,并分析了甩刀排列方式对杀秧性能的影响。以机具作业速度、甩刀刀辊转速、垄上刀距垄台高度为试验因素,以打碎长度合格率、留茬高度、带薯率为试验指标进行田间试验。结果表明:护罩开长孔结构减少了土壤的粘着;机器作业速度为4.5~6.0 km/h、甩刀刀辊转速为1 500~1 600 r/min、垄上刀距垄台高度为50~52 mm时,试验指标打碎长度合格率为94.7%~95.5%、留茬高度为56.0~59.9 mm、带薯率为0.15%~0.23%,杀秧机杀秧效果较好,满足马铃薯杀秧机作业质量要求且机具作业稳定。     

基于响应面法的马铃薯分选机参数优化及试验*

为减少马铃薯在分选过程中的跌落损伤,探讨分选机的工作条件对马铃薯跌落损伤的影响,以“荷兰15”马铃薯为试验材料,以马铃薯分选机的输送速度、剔除力、马铃薯的下落高度和含水率为试验因素,以马铃薯的跌落损伤等级为响应值,进行二次回归正交旋转试验,通过Design-Expert 8.0.6软件对试验结果畸形方差分析,并通过响应面探究各试验因素对马铃薯的跌落损伤等级的影响规律,确定马铃薯分选机的最佳工作参数。跌落试验结果表明:对马铃薯跌落损伤等级的影响程度主次顺序为马铃薯含水率、下落高度、输送速度、剔除力。当马铃薯输送速度为0.3 m/s,剔除力为15 N,下落高度为45 cm,含水率为75.36%时,在该参数组合下分选机对马铃薯跌落损伤等级最小。试验所得马铃薯的实际跌落损伤等级为0.84,该结果与马铃薯跌落损伤预测等级具有良好的拟合性。     

TRIZ辅助马铃薯收获机薯土分离输送装置创新设计

针对马铃薯收获机薯土分离输送装置存在薯土分离不充分、伤薯率高等问题,应用TRIZ理论对薯土分离输送装置进行创新设计;基于系统功能分析识别薯土分离输送装置的功能缺陷,应用物场模型、技术矛盾、物理矛盾等TRIZ工具求解创新方案,设计一种具有双抖动单元和降运抖动筛面的薯土分离输送装置。基于输送筛面上薯土秧混合物的力学分析,确定筛面倾角范围为β≤32°;结合理论分析和生产实际确定一阶升运筛面倾角为20°、二阶升运筛面倾角为16°、降运抖动筛面倾角10°、抖动单元振幅为21 mm、分离筛杆条间距为50 mm、各阶筛面输送有效长度分别为450 mm、600 mm、1 000 mm 和100 mm。通过升运分离筛和降运分离筛抖动筛面的运动学分析对比,验证创新方案的合理性。     

单行牵引式马铃薯收获机摆动筛仿真优化分析

针对现有单行牵引式马铃薯收获机伤薯率高、明薯率低等问题,提出摆动分离筛优化的关键变量,并使用三维实体建模软件对小型马铃薯收获机零部件进行参数化建模,确立曲柄半径与转速对筛分性能影响的目标函数。同时,运用ADAMS对摆动分离筛虚拟样机模型进行动态仿真分析,完成摆动分离筛筛分性能关键参数的优化。     

基于离散元的马铃薯分选装置运行参数优化与试验

在马铃薯输送与分选过程中,针对机械损伤引起表皮破损导致储存时极易腐烂变质的问题。通过对马铃薯的碰撞分析确定马铃薯损伤的影响因素,获取分选装置运行参数的取值范围,并以伤薯率为评估指标,以输送带速度、仿形滚轮移动速度、马铃薯滑落落差为试验因素进行离散元仿真分析的二次正交旋转回归试验,分析各因素对评估指标的影响规律。参数优化结果表明,输送带速度为0.32 m/s,马铃薯滑落落差为103.5 mm,仿形滚轮移动速度为0.49 m/s时,最低伤薯率为1.98%。经试验验证,满足马铃薯收获分选时的国家标准和行业标准需求,可为同类型的马铃薯机械的设计和优化提供技术参考。     

基于振动机理的马铃薯挖掘机的试验研究

为解决西南地区、部分北方及中原地区马铃薯机械化收获问题,结合国内马铃薯的种植模式和农艺要求,对单行振动式马铃薯挖掘机进行了试验研究。以马铃薯挖掘机的前进速度、挖掘深度、振动频率为试验因素,以机具的牵引阻力为试验指标,进行正交试验。结果表明:牵引阻力最小时的参数组合为挖掘深度139~1 5 5 mm,振动频率1 3~1 4 Hz,前进速度2.5~3 km/h;在此条件下进行验证试验,此时平均牵引阻力为9 5 6.6 N,该机具在有振动条件下的牵引阻力较无振动时降低36.2%;田间收获试验的明薯率和伤薯率分别为97.20%和3.5 2%,符合相关标准要求。该研究为小地块和复杂耕地条件的马铃薯机械化收获问题提供了解决方案,为小型马铃薯挖掘机的深入研究提供了参考。     

拱坝的优化与比较

客观评价或判断一个拱坝设计方案是否合理，对分析已建拱坝的设计水准，尤其对拱坝方案的确定，具有实际的意义。作者以周宁县李园水库拱坝设计成果为例，通过几座较优化并具有代表性的拱坝的比较，提出了拱坝优化程序评判中应予以注意的因素。