羊草可壓縮性及其應(yīng)力松弛特性的虛擬樣機分析研究.pdf

1、農(nóng)業(yè)纖維物料屬于粘彈性生物物料，其壓縮流變特性必然會對農(nóng)業(yè)纖維物料的壓縮工藝、壓縮設(shè)備和壓縮后產(chǎn)品的質(zhì)量等有影響。因此，弄清這些特性對了解被壓縮物料的流變特性、壓縮理論的研究、壓縮工藝的選擇以及壓縮設(shè)備的研制、優(yōu)化等尤為重要。本論文針對目前對農(nóng)業(yè)纖維物料壓縮流變特性研究中存在的不足，通過試驗和理論分析，對羊草的可壓縮性及應(yīng)力松弛特性進行了研究。對影響羊草可壓縮性和應(yīng)力松弛特性的主要因素進行了系統(tǒng)的試驗研究和分析，并分別找到了參數(shù)間的定量

2、關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，利用虛擬樣機技術(shù)對羊草的應(yīng)力松弛特性進行了仿真。通過試驗研究、理論分析和仿真，獲得了如下結(jié)論。 (1)獲得了羊草的可壓縮性規(guī)律。得出了壓縮密度、壓縮速度和初始密度對羊草可壓縮性的影響規(guī)律。壓縮密度越大，羊草的可壓縮性越小，且當(dāng)壓縮密度大于200kg/m<'3>時，羊草的可壓縮性迅速下降。當(dāng)壓縮密度較小時，不同壓縮速度和初始密度對羊草可壓縮性的影響較小。當(dāng)壓縮密度約大于200kg/m<'3>時，相對于同一壓縮密度

3、，壓縮速度越大，羊草的可壓縮性相對越好，而初始密度越大，羊草的可壓縮性越小。當(dāng)相對于同一壓縮速度時，初始密度越大，羊草的可壓縮性隨壓縮密度的增加而減小的速度越快。 (2)獲得了羊草的最佳壓縮密度范圍。結(jié)合羊草的可壓縮特性，分析得出了羊草不同初始密度和壓縮速度下的最佳壓縮密度范圍為200～300kg/m<'3>。 (3)獲得了羊草的應(yīng)力松弛規(guī)律。得出了不同初始密度和不同壓縮密度下羊草的應(yīng)力松弛規(guī)律，建立了羊草應(yīng)力松弛的流變

4、模型，為兩個Maxwell模型和一個平衡彈簧并聯(lián)的形式，即羊草應(yīng)力松弛本構(gòu)方程形式為σ(t)=σ<,1>e<'-t/T<,1>>+σ<,2>e<,-t/T<,2>>+σ<,e>。 (4)當(dāng)壓縮密度較高(≥400kg/m<'3>)時，可以根據(jù)應(yīng)力瞬降時間來確定壓縮頻率。通過研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓縮密度較高(≥400kg/m<'3>)時羊草應(yīng)力松弛過程中存在應(yīng)力瞬降現(xiàn)象，且對于不同的初始密度，壓縮密度越大，應(yīng)力瞬降現(xiàn)象越明顯，但均在羊草應(yīng)力

5、開始松弛1s內(nèi)完成。在此基礎(chǔ)上，分析并計算出不同初始密度時壓縮羊草的最佳壓縮頻率。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)初始密度一定時，壓縮頻率隨壓縮密度的增加而減小：而當(dāng)壓縮密度一定時，初始密度對壓縮頻率的影響相對較小。 (5)建立了羊草應(yīng)力松弛的虛擬樣機模型。根據(jù)試驗研究和理論分析結(jié)果，利用虛擬樣機技術(shù)，建立了羊草應(yīng)力松弛的虛擬樣機模型，并驗證了正確性。借助模型，分析了羊草應(yīng)力松弛模型中各元件的應(yīng)力及變形速度的變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，對羊草的應(yīng)力松弛過