试析板栗揉搓式破壳机理的试验研究及有限元分析

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1、华中农业大学硕士学位论文板栗揉搓式破壳机理的试验研究及有限元分析姓名：张荣荣申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：李小昱20070601华中农业大学2007届硕士学位论文板栗揉搓式破壳机理的试验研究及有限元分析农业机械化工程2007届硕士研究生张荣荣指导教师李小昱板栗具有很高的食用和药用价值。随着板栗产量的不断提高，板栗破壳去衣成为板栗深加工中的难题。虽然目前国内有各种破壳装备，但在脱壳率、整仁率和设备性价比等方面大都满足不了要求。因此，对板栗力学特性、破壳机理等方面进行研究，可以为板栗破壳设备的研制提供一定的理

2、论依据。论文包括板栗的于燥特性试验、力学特性试验、揉搓破壳性能试验及有限元分析。力学特性试验采用了单因素和多因素试验方法研究了板栗大小等级、含水率、加载速度、动定齿板间距等因素对破壳力的影响。破壳性能试验采用单因素和双因素正交试验的方法研究了加载速度、含水率以及动定齿板间距等因素对破壳率和破仁率的影响。在试验研究的基础之上，应用有限元分析软件ANSYS对板栗的受力状况进行了仿真分析，主要结论如下：1)板栗在65℃下干燥时，褐交情况较少，只有C等级的板栗在干燥75分钟后出现稍许斑点。因此，可在65℃下、75min内对板栗进行

3、干燥。2)通过板栗揉搓破壳的单因素试验确定影响板栗破壳力的因素为板栗大小等级、板栗含水率以及加载速度；大小等级、含水率对破壳力的影响比较明显，板栗的破壳力随着板栗大小等级的增大而增大，随着含水率的减小而减小；加载速度对破壳力的影响较小，动定齿板间距对破壳力无显著影响。分别建立了板栗破壳力与板栗大小等级、含水率和加载速度之间的函数关系式。3)由板栗破壳性能试验研究得出：板栗的破壳率随着含水率的降低而增加，破仁率随却着含水率的降低而减小；板栗的破壳率和破仁率均随着加载速度的增大而增加，但当速度大于20mm／min时，破仁率的增

4、加趋势明显大于破壳率的增加；破壳间距越小破仁率越高，破壳闻距过大或过小都会增加破仁率；对于厚度范围为17．5ram．18．5ram，平均厚度约为18．1mm的半球形板栗，最佳的破壳间距为17．4mm，略大于栗仁的厚度，最佳破壳速度为20ram／rain。4)根据板栗的物理参数，用有限元分析软件ANSYS建立了板栗的实体模型。并通过单元选取、网格划分和建立接触对等生成了板栗的有限元模型。5)试验中采用了在板栗XZ平面的z方向旌加揉搓力的加载方式，用有限元分析软件ANSYS对该受力状况下板栗的应力和应变分布状态进行了模拟分析，

5、由结果可知板栗应力和应变主要出现在曲面顶部，板栗破裂位置也出现在此处，通过验证证明了所建模型的可行性。6)利用所建立的有限元模型，分别对板栗在YZ平面的Y向和z向加载受力中文摘要状况进行了有限元分析。通过对比可知，在板栗YZ平面的Y方向和z方向施加载荷的破壳效果稍优于在XZ平面的Z方向施加载荷的方式。在板栗XZ平面的z方向加载也能达到破壳的目的，只是最大应力和应变产生的位置不同，即板栗最先破裂的位置不同。关键词：板栗；揉搓；力学特性；破壳性能；有限元方法Ⅱ华中农业大学2007届硕士学位论文ResearchOHChinese

6、chestnut’SCrackingMechanismofFlexibleRubbingandAnalysiswithFEAAgriculturalMechanizationEngineeringCandidateZhangRongrongSupervisingTeacherLiXiaoyuChinesechestnuthasahighnutritionalvalueandofficinalvalue．ThecrackingofChinesechestnutbP∞omesaproblemwhenoutputincrease

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