试析基于有限元方法的板栗破壳机理的研究

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1、分类号：絮8U6597密级：华中农业大学硕士学位论文基于有限元方法的板栗破壳机理的研究ResearchontheChinesechestnut’SshellingmechanismbaseontheFEA研究生：杨雪银指导教师：李小昱教授专业：获得学位名称：农业机械化工程工学硕士研究方向：机电一体化技术获得学位时间：华中农业大学工程技术学院二oo五年五月i，{I；；llIilllIIIl

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3、，，，}§it羹l；I}oll。o。。睦匿匿匿隧匿匿匿匿E隧匿匿l基于有限元方法的板栗破壳机理的研究农业机械化工程2005届

4、硕士研究生杨雪银指导教师李小昱板栗具有重要的经济价值和食疗价值，而且营养丰富、味美可口。目前板栗种植已产业化，其产量大大提高，但是板栗的破壳去衣一直是深加工中的难题，极大的影响了板栗的生产、加工和销售。所以，板栗的破壳去衣是亟待解决的问题。论文对板栗的干燥特性与压缩式、剪切式及揉搓式的破壳方式进行了试验研究，并进行了有限元模拟分析，以探讨板栗的破壳机理。主要结论如下：通过干燥试验，确定了板栗的安全干燥曲线。同时对影响板栗含水率的主要因素：干燥时间、干燥温度及板栗的大小进行了分析，得出了含水率与三者之间的函数关系式。通过对板栗压

5、缩力学特性的试验研究，表明沿x向加载时，板栗的破壳效果最好；板栗大小、板栗含水率、加载方向及加载速率是影响板栗破壳力大小的主要因素。建立了板栗破壳力与板栗大小、含水率以及加载速率之间的函数关系式。通过对板栗剪切力学特性的试验研究，表明含水率、加载速率是影响剪切破壳力的主要因素，建立了破壳力与加载速率、板栗大小及含水率之间的函数关系式。分别进行了压缩、剪切及揉搓三种方式的破壳试验，结果表明，揉搓方式的破壳效果最好，剪切方式次之，压缩方式的效果最差。用有限元方法对板栗的破壳机理进行了模拟，通过对节点力云图、节点变形及节点总应变的分

6、析，得知板栗压缩时，沿x方向加载破壳效果最好；三种工作方式中，揉搓方式的破壳效果最好；另外，板栗果壳的力一变形量分布、裂纹走向等均与试验结果一致。由此可知，可采用有限元方法对板栗的破壳机理进行模拟。关键词：板栗；破壳机理；力；有限元方法；变形；加载速率；含水率ResearchontheChinesechesfnut’SshellingmechanismbaseontheFEAAgriculturalmechanisationengineering2,005sessionsofmasterspostgraduateYangXue

7、yinTheteacherofinstructionLiXiaoyuTheChinesechestnuthastheimportanteconomicvalueandthenutritionaltherapyvalue，moreoverthenutritionrich，thetasteisdelicious．AtpresenttheChinesechestnutplanterhasputintoindustrialproduction，itsoutputenhancesgreatly,butChinesechestnut’Sb

8、rokenshellgoestotheclothesalwaysisintheintensiveprocessingdifficultproblem，enormousinfluenceChinesechestnut’Sproductionprocessingandsale．Therefore，Chinesechestnut’sbrokenshellgoestothequestionwhichtheclothesisurgentlyawaitstobesolved．ThepapertoChinesechestnut’Sdrych

9、aracteristicandthecompressiontype，cutthetypeandtherubbing—likebrokenshellwayhasconductedtheexperimentalstudy,andhascarriedonthefiniteelementsimulationanalysis，bydiscussedtheChinesechestnutthebrokenshellmechanism．Mainconclusionasfollows：Throughthedryingtest，hasdeterm

10、inedChinesechestnut’Ssecuritydryingcurve．MeanwhiletoaffectstheChinesechestnutmoisturecontenttheprimaryfactor：Thedryingtime，thedrytemperatu