基于有限元分析的核桃剝殼技術研究

1、基于有限元分析的核桃剝殼技術研究 Lw54小編為您提供一篇關于基于有限元分析的核桃剝殼技術研究的畢業(yè)論文開題報告，歡迎參考！ 作文 /zuowen/ 作文 /zuowen/ 1、課題的目的和意義 論文代寫 代寫論文 1代寫畢業(yè)論文課題的目的和意義 開題報告 /html/lunwenzhidao/kaitibaogao/ 畢業(yè)論文 核桃又名胡桃、羌桃、合桃等，享有長壽果之美譽，是理想的滋補食品。所含的脂肪蛋白質(zhì)量多質(zhì)優(yōu)，還含有糖分、多種維生素、鈣、磷、鎂、鉀、錳、路等礦物質(zhì)，以及躁質(zhì)、纖維素、戊聚糖等。據(jù)分析：500克核桃肉的營養(yǎng)價值，相當于雞蛋2500克，牛奶4750克或豬肉1500克，可見，

2、核桃的營養(yǎng)值價是相當可觀的。 畢業(yè)論文網(wǎng) 隨著核桃產(chǎn)量的逐年增加，如何對核桃進行深加工，以提高它的附加值等問題就突現(xiàn)出來。核桃脫殼取仁是核桃深加工的第一步，必須首先解決。核桃剝殼技術的水平，直接影響到核桃的脫殼質(zhì)量，進而影響到核桃的進一步加工。 思想?yún)R報 /sixianghuibao/ 由于核桃形狀不規(guī)則、尺寸差異較大、殼仁之間間隙小，殼完全破裂所要求的變形量大。目前國內(nèi)使用的機械破殼裝備由于施力方式不合理，果仁的破碎率較大，脫殼率、整仁率及設備性價等方面滿足不了要求。核桃與其他堅果在結(jié)構(gòu)上存在著很大的區(qū)別而且目前國內(nèi)外對核桃機械特性與破殼機理的研究相對較少（丁正耀等，2010）。用一般的機械

3、擠壓方法破殼必將造成大量的碎仁，對于固定擠壓間隙的破殼裝置來說，擠壓間隙是固定的，不同尺寸的核桃都在同一開度內(nèi)破殼，會出現(xiàn)小尺寸核桃難以破殼而大尺寸核桃仁的破碎率高的現(xiàn)象。因此為了很好的破殼而又保證仁不破碎，就需要： 擠壓間隙與核桃尺寸相適應，有必要在破殼前對核桃進行分級；合理施力使核桃產(chǎn)生裂紋且變形量小，這是提高核桃破殼機破殼質(zhì)量的關鍵因素之一， 因此有必要對核桃的施力方式及結(jié)果進行有限元受力分析；裂紋的擴展是核桃完全破殼的基本條件，按核桃正確姿態(tài)喂人進行破殼是裂紋擴展的條件，有必要進行破殼前的導向（史建新等，2005）。 總結(jié)大全 /html/zongjie/ 畢業(yè)論文 2、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

4、 簡歷大全 /html/jianli/ 簡歷大全 /html/jianli/ 2.1核桃剝殼技術 總結(jié)大全 /html/zongjie/ 總結(jié)大全 /html/zongjie/ 核桃的一次剝殼率和高露仁率是衡量剝殼取仁機性能的兩個重要指標.而影響這兩個性能的關鍵是剝殼方式（吳斌芳等1996）。對于核桃剝殼技術，剝殼機可以代表技術的發(fā)展。一般來說核桃破殼取仁有這樣幾種方法：1、離心碰撞式破殼法2、化學腐蝕法真空破殼取仁法3、超聲波破殼法4、定間隙擠壓破殼法。第一種方法，碎仁太多，所以應用很少；第二種方法，由于在實際操作中不好控制，仁易受到腐蝕，處理不好還會造成對環(huán)境的污染，因此人們不接受；第三，

5、四種方法設備昂貴，破殼成本高，且破殼效果不夠理想；第五種方法是一個值得探索的方向（史建新等2001年）。 簡歷大全 /html/jianli/ 總結(jié)大全 /html/zongjie/ 2 .1.1核桃分級裝置 畢業(yè)論文 簡歷大全 /html/jianli/ 核桃分級裝置是定間隙擠壓破殼機的必要裝置，對于具有固定間隙的核桃破殼機來說，物料尺寸必須與固定間隙的大小相適應，尺寸大了仁會被擠碎，尺寸小了殼破不開，常見的核桃分級裝置有以下幾種： 作文 /zuowen/ 簡歷大全 /html/jianli/ (1)錐輥式分級裝置 開題報告 /html/lunwenzhidao/kaitibaogao/ (

6、2)圓孔篩分級裝置 總結(jié)大全 /html/zongjie/ (3)平面振動篩分級裝置 思想?yún)R報 /sixianghuibao/ 開題報告 /html/lunwenzhidao/kaitibaogao/ 2.1.2核桃剝殼裝置 論文網(wǎng) 開題報告 /html/lunwenzhidao/kaitibaogao/ 目前,核桃破殼機的種類較少,大多采用定間隙多點擠壓破殼。這種破殼方式存在一些不足,高路仁比率與破殼率不能兼顧,所以綜合破殼效果不理想（董遠德等，2007）。核桃破殼裝置是核桃破殼取仁機的核心裝置常見的破殼裝置有以下幾種： 論文網(wǎng) 代寫論文 （1）對輥窩眼式開口裝置 畢業(yè)論文 （2）雙齒盤齒板

7、式破殼裝置 總結(jié)大全 /html/zongjie/ （3）變形恒定破殼裝置 畢業(yè)論文 （4）內(nèi)外磨核桃破殼裝置 代寫論文 （5）圓盤破殼裝置 作文 /zuowen/ （6）弧板滾筒破殼裝置 論文代寫 （7）核桃鋸口破殼裝置 論文代寫 （8）沖壓式破殼裝置 畢業(yè)論文 （9）核桃破殼挖核裝置 簡歷大全 /html/jianli/ 思想?yún)R報 /sixianghuibao/ 2.1.3殼仁分離裝置 代寫論文 畢業(yè)論文網(wǎng) 殼仁分離問題是核桃破殼取仁的難題之一。論文代寫目前國內(nèi)尚未見到好的分離方法和分離設備的報道，而國外雖然很好地解決了殼仁分離的問題，但設備成本高，工藝復雜，對于加工能力有限的工廠和個人來

8、說，是很難接受的。以下對現(xiàn)有設備和方法進行簡單介紹。 畢業(yè)論文網(wǎng) 思想?yún)R報 /sixianghuibao/ 機械法分離殼和仁 作文 /zuowen/ 畢業(yè)論文 目前利用機械法分離殼和仁的裝置主要有以下三種： 論文代寫 開題報告 /html/lunwenzhidao/kaitibaogao/ (1) 絨輥分離殼仁 論文網(wǎng) (2) 帶式分離殼仁 論文網(wǎng) (3) 輪齒撥殼分離殼仁 畢業(yè)論文 思想?yún)R報 /sixianghuibao/ 磁選法分離殼和仁 畢業(yè)論文 畢業(yè)論文 (1)絨輥分離殼仁 開題報告 /html/lunwenzhidao/kaitibaogao/ (2)帶式分離殼仁 總結(jié)大全 /htm

9、l/zongjie/ (3)輪齒撥殼分離殼仁 開題報告 /html/lunwenzhidao/kaitibaogao/ 論文代寫 磁選法分離殼和仁 畢業(yè)論文 作文 /zuowen/ 由上述可以看出：核桃剝殼技術隨著需求的變化越來越多樣化，剝殼技術也越來越多樣化。但由于核桃的品種多樣化及核桃外形的不規(guī)則，導致核桃的剝殼效率仍不能滿足人們的需求。 思想?yún)R報 /sixianghuibao/ 開題報告 /html/lunwenzhidao/kaitibaogao/ 2.2有限元分析 作文 /zuowen/ 畢業(yè)論文網(wǎng) 2.2.1有限元機理 代寫論文 簡歷大全 /html/jianli/ 有限元法也叫有

10、限單元法（finite element method, FEM），是隨著電子計算機的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種彈性力學問題的數(shù)值求解方法。有限單元法(FEM)作為一種實用性很強的數(shù)值模擬方法，在許多工程分析中得到廣泛應用，如固體力學中的位移場和應力場分析、電磁學中的電磁場分析、振動特性分析、傳熱學中的溫度場分析、流體力學中的流場分析等。這些問題的共同點是它們都可以歸結(jié)為在給定邊界條件下求解其控制方程(常微分方程或偏微分方程)的問題。有限單元法的基本思想是將連續(xù)的求解區(qū)域離散為一組有限個、且按一定方式相互聯(lián)結(jié)在一起的單元(Element )的組合體。由于單元能按不同的聯(lián)結(jié)方式進行組合，且單元本身又

11、可以有不同形狀，因此可以模型化幾何形狀復雜的求解域。 論文網(wǎng) 作文 /zuowen/ 在實踐中，有限元分析法通常由三個主要步驟組成（David Roylance 2001）： 簡歷大全 /html/jianli/ 總結(jié)大全 /html/zongjie/ 1、預處理：用戶需建立物體待分析部分的模型，在此模型中，該部分的幾何形狀被分割成若干個離散的子區(qū)域或稱為單元。各單元在一些稱為結(jié)點的離散點上相互連接。這些結(jié)點中有的有固定的位移，而其余的有給定的載荷。準備這樣的模型可能極其耗費時間，所以商用程序之間的相互競爭就在于：如何用最友好的圖形化界面的預處理模塊，來幫助用戶完成這項繁瑣乏味的工作。有些預處

12、理模塊作為計算機化的畫圖和設計過程的組成部分，可在先前存在的CAD文件中覆蓋網(wǎng)格，因而可以方便地完成有限元分析。 總結(jié)大全 /html/zongjie/ 畢業(yè)論文 2、分析：把預處理模塊準備好的數(shù)據(jù)輸入到有限元程序中，從而構(gòu)成并求解用線性或非線性代數(shù)方程表示的系統(tǒng)Kijuj=fi式中，u 和 f 分別為各結(jié)點的位移和作用的外力。矩陣 K 的形式取決于求解問題的類型，本模塊將概述桁架與線彈性體應力分析的方法。商用程序可能帶有非常大的單元庫，不同類型的單元適用于范圍廣泛的各類問題。有限元法的主要優(yōu)點之一就是：許多不同類型的問題都可用相同的程序來處理，區(qū)別僅在于從單元庫中指定適合于不同問題的單元類型

13、。 論文網(wǎng) 思想?yún)R報 /sixianghuibao/ 3、后處理：在有限元分析的早期，用戶需仔細地研讀程序運算后產(chǎn)生的大量數(shù)字，即列出的模型內(nèi)各離散位置處的位移和應力。這種方法容易漏掉重要的趨向與熱點，而最新的程序則利用圖形顯示來幫助用戶直接觀察運算結(jié)果。典型的后處理模塊能顯示遍布于模型上的彩色等應力線圖，以表示不同的應力水平，顯示的整個應力場的圖像類似于光彈性法或云紋法的實驗結(jié)果。 總結(jié)大全 /html/zongjie/ 代寫論文 2.2.2 有限元的應用 論文代寫 思想?yún)R報 /sixianghuibao/ 目前，有限元方法在堅果力學分析領域中應用廣泛，為堅果破殼設備的研制提供有效的理論依據(jù)

14、。吳斌芳等（1996）應用薄殼理論和斷裂理論對綿核桃進行力學分析，并通過試臉驗證，得到了綿核桃機械剝殼取仁的重要參數(shù)。吳子岳（1995）將核桃殼簡化成各項同鄉(xiāng)性的均勻厚度的薄球殼，利用薄球殼理論進行應力和形變分析，得出兩對法向集中力有利于核桃殼完全均勻破裂的結(jié)理論。王靈軍等利用有限元方法分析了銀杏在各種施力狀態(tài)下的應力分布進行分析，找出了最佳的施力方向和施力方式，對脫殼設備的研制提供了理論的依據(jù)。攣玉振等（1994）通過對松籽殼體工程特性參數(shù)的測試和靜力有限元計算拿得出有限元計算結(jié)果與試驗測試結(jié)果數(shù)據(jù)相比誤差約為16%。 總結(jié)大全 /html/zongjie/ 論文網(wǎng) （H.Chen，J.De

15、 Baerdemaeker）利用有限元法檢測水果的堅度。把蘋果和菠蘿建立成為65節(jié)點48單元的模型，進而分析水果的堅度。把實驗數(shù)據(jù)繪制成為以楊氏模量為縱坐標，水果堅度為橫坐標的曲線圖，并且與實驗數(shù)據(jù)進行比較得出結(jié)論。謝麗娟等（2006）建立了蓮子受靜態(tài)正壓力的有限元分析模型，設定了短軸方向加載集中力、加載均布的線載荷、加載一定區(qū)域內(nèi)的面載荷3種受力工況，對蓮子在該3種工況下的應力、應變情況進行分析計算。分析結(jié)果表明，最佳脫殼的施力方式是在蓮子短軸方向加載沿長軸均布的線載荷，這時蓮子的應力、應變分布有一定方向性，有利于裂紋擴展，使蓮子有效脫殼，從而為脫殼設備的研制提供了參考依據(jù)。 畢業(yè)論文 作文

16、 /zuowen/ 針對山核桃果殼完全破裂所需的變形量大于殼仁間隙，用一般的機械擠壓方法破殼會造成大量碎仁等問題。利用ProE軟件建立了山核桃的幾何模型。采用有限元分析方法構(gòu)建了山核桃破殼受力模型，并對山核桃進行了受力機械剝殼取仁的重模擬與分析。根據(jù)不同受力方向和不同栽荷下山核桃的應力應變分布情況，確定山核桃殼變形量不大且產(chǎn)生局部裂紋點多、裂紋點易擴展的最佳施力方式，為山核桃破殼取仁設備的研制提供依據(jù)（丁正耀等2010年）。 思想?yún)R報 /sixianghuibao/ 畢業(yè)論文 曹玉華等（2010）應用有限元分析方法對蓖麻蒴果在壓載作用下頂部和中部的應力分布進行分析，建立了蓖麻蒴果幾何模型和有限

17、元模型.研究結(jié)果表明：蓖麻蒴果果殼破裂的主要原因是由最大拉應力引起果殼破裂。頂部壓載荷作用時，最大拉應力的位置在蒴果果柄頂部中縫處,拉應力引起中果皮內(nèi)面產(chǎn)生裂紋；而中部壓載荷作用時，最大拉應力的位置出現(xiàn)在蒴果中果皮中縫的兩端，拉應力也引起中果皮四周角靠近直線處的內(nèi)面產(chǎn)生裂紋。 簡歷大全 /html/jianli/ 總結(jié)大全 /html/zongjie/ 由以上研究可以得出這樣的結(jié)論：即使是很復雜的應力問題的數(shù)值解，現(xiàn)在用有限元分析的常規(guī)方法就能得到。相比較普通的處理方法，有限元法有著更加優(yōu)越的效果。采用有限元方法建立模型，對研究對象進行應力的虛擬研究是可行的。并且能夠通過對模型的研究得出相應的

18、研究數(shù)據(jù)，從而為研究提供合理的數(shù)據(jù)來供參考。 論文代寫 論文代寫 3.總結(jié)（存在問題和發(fā)展趨勢） 畢業(yè)論文網(wǎng) 論文網(wǎng) 分析國內(nèi)外的核桃剝殼技術，由于核桃的形狀的不規(guī)則、尺寸差異較大。造成目前多采用的機械破殼裝置的施力方式不合理，對于剝殼取仁存在許多的困難，容易造成破碎率，整仁率等不能滿足人們的需求。對于現(xiàn)存的核桃剝殼機械，都存在一定的技術缺陷，并且核桃的不同品種同樣存在不同的物理特性，這也給脫殼造成很多的困難。與普通的實驗方法相比，采用有限元的方法能夠更加快速、便捷地得出結(jié)論。所以在本課題中，采用有限元作為基礎對核桃的最佳破殼位置進行分析計算，從而達到對核桃剝殼技術的研究。 思想?yún)R報 /six

19、ianghuibao/ 總結(jié)大全 /html/zongjie/ 參考文獻 論文代寫 畢業(yè)論文 1. 丁正耀，朱德權(quán)，錢良存，洪翎，張念生山核桃堅果有限元模型建立及受力分析J農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2010，6：6-9 作文 /zuowen/ 2. 史建新，趙海軍，辛東軍基于有限元分析的核桃脫殼技術研究J農(nóng)業(yè)工程學報，2005，：185-188 畢業(yè)論文網(wǎng) 3. 吳斌芳，張建剛，周國柱核桃剝殼取仁方式的探討J機械工程師，1996，增刊：44 簡歷大全 /html/jianli/ 4. 史建新，辛動軍國內(nèi)外核桃破殼取仁機械的現(xiàn)狀及問題探討J新疆農(nóng)機化，2001，6：29-32 畢業(yè)論文 5. 董遠德，

20、史建新，喬園園核桃不同破殼方式的破殼取仁效果J 農(nóng)產(chǎn)品加工學刊，2007，9：4-6 畢業(yè)論文 6. 吳斌芳，周國柱，張建鋼等綿核桃剝殼取仁機的研制J湖北工學院學報，1997，12，4：31-32 論文代寫 7. 吳子岳核桃剝殼的力學分析J南京農(nóng)業(yè)大學學報，1995，18，3：116-123 思想?yún)R報 /sixianghuibao/ 8. 吳子岳綿核桃剝殼取仁機械的研究J農(nóng)業(yè)工程學報， 1995，11，4:164-169 畢業(yè)論文 9. 吳子岳綿核桃剝殼取仁原理及其機械的研究北京：北京農(nóng)業(yè)工程大學，1985 思想?yún)R報 /sixianghuibao/ 10. 攣玉振，袁明月，李云飛，松籽殼體特性

21、參數(shù)的測試與靜力有限元計算J農(nóng)業(yè)機械學報，1994，25，2：50-55 畢業(yè)論文 11. H.Chen,J.De Baerdemaeker /benkekaiti/ Finite-element-based Modal Analysis of Fruit Firmness JASAE Vol36，6：1827-1833 論文代寫 12. 謝麗娟，宗力蓮子受力有限元分析D2006，37，6：94-97 代寫論文 13. 曹玉華，李長友，卿艷梅，孔德兵蓖麻蒴果力學特性的有限元分析J江蘇大學學/benkekaiti/2012/0520/lw201205201624086546-2.html報，20

22、10，31，4，383-387 論文網(wǎng) 論文代寫 研究內(nèi)容 簡歷大全 /html/jianli/ 論文網(wǎng) （1）采用ANSYS軟件建立核桃的幾何模型和破殼的有限元模型，用結(jié)構(gòu)靜力分析的有限單元法,通過所建核桃的幾何模型和破殼的有限元模型,對核桃在幾種載荷作用下的應力分布規(guī)律進行分析。 作文 /zuowen/ （2）找出核桃殼變形量不大且產(chǎn)生局部裂紋點多、裂紋點易擴展的最佳的施力方式，為高效剝殼機的研制提供參考依據(jù)。 論文代寫 代寫論文 擬采取的研究方法、技術路線、實驗方案及可行性分析 論文代寫 畢業(yè)論文 1研究方法 代寫論文 畢業(yè)論文網(wǎng) （1）采用ANSYS軟件建立核桃的幾何模型和破殼的有限元

23、模型，用結(jié)構(gòu)靜力分析的有限單元法,通過所建核桃的幾何模型和破殼的有限元模型,對核桃在幾種載荷作用下的應力分布規(guī)律進行分析。 開題報告 /html/lunwenzhidao/kaitibaogao/ （2）通過有限元分析找出了產(chǎn)生裂紋多且變形量較小的施力方式。 作文 /zuowen/ 論文代寫 2 技術路線 開題報告 /html/lunwenzhidao/kaitibaogao/ 論文代寫 2.1建立物理模型 畢業(yè)論文 畢業(yè)論文 建立幾何模型時就把截面分為兩部分，截面的建立是通過pro/e軟件繪制的，然后導入到有限元受力分析軟件ANSYS中，分兩次旋轉(zhuǎn)分別形成果仁和果殼。果仁單元類型采用固體結(jié)構(gòu)

24、單元中的八節(jié)點殼體單元，果仁采用二十節(jié)點的六面體單元。 開題報告 /html/lunwenzhidao/kaitibaogao/ 代寫論文 2.2建立有限元模型 簡歷大全 /html/jianli/ 簡歷大全 /html/jianli/ 由于果實結(jié)構(gòu)的對稱性，進行受力分析時可采用l/2的對稱模型。物理模型的果仁和果殼分別進行自由網(wǎng)格劃分以后就成為有限元模型。 簡歷大全 /html/jianli/ 總結(jié)大全 /html/zongjie/ 2.3核桃在不同載荷下有限元分析 代寫論文 論文網(wǎng) 在ANSYS分析中采用了統(tǒng)一的國際單位制，通過對核桃的12模型進行網(wǎng)格劃分，分別設定六種邊界條件和載荷類型，

25、分析計算核桃在不同受力工況下應力、應變等的變化規(guī)律，在此基礎上對兩個加載方位的三種加載方式進行對比研究。 論文代寫 作文 /zuowen/ 1) 核桃長軸方向施加集中載荷 論文代寫 2) 核桃長軸方向施加均勻線載荷 畢業(yè)論文網(wǎng) 3) 核桃長軸方向施加均布面載荷 論文網(wǎng) 4) 核桃短軸方向施加集中載荷 代寫論文 5) 核桃短軸方向施加均勻線載荷 思想?yún)R報 /sixianghuibao/ 6) 核桃短軸方向施加均布面載荷 作文 /zuowen/ 2.4分析總結(jié) 代寫論文 獲取數(shù)據(jù)，通過分析各向變形云圖、等效應力云圖、等效應變云圖，總結(jié)出核桃裂紋方式和部位。通過比較各中情況，得出能夠取得最佳破殼率和整