本文从生物质原料成型的微观机理着手，分析了物料的生物构造、理化性质及微观力学特性对成型过程的影响规律，并提出了秸秆压缩成型粘接机制。建立了环模成型区的受力模型，对工作过程中物料和环模的受力情况进行了理论分析。设计开发了一种新型秸秆环模成型机，开展了技术指标制定、主要参数优选、关键部件的设计和三维模型建立等工作，30码期期必中专业生产环模式秸秆颗粒机、木屑颗粒机等生物质颗粒燃料成型机械设备，如下图所示：
建立环模和环模固化成型模型，基于ANSYS软件对环模进行结构静力学、结构热力学和结构动力学数值模拟，揭示了环模的应力场、应变场、温度场以及位移分布规律，重点探讨了不同长径比和不同模孔倒角对环模应力的影响。模拟结果表明：优化环模模孔锥面的角度和弧度可以有效减少模孔的磨损速率：本文研究条件下环模的最大应力在长径比为4.5:1时最大，5:1时最小，说明长径比为4.5:1的环模最容易损坏，长径比为5:1的环模磨损最小；长径比为5.5:1时环模的温度最高，而长径比为5:1时的环模温度最适合生物质燃料成型；环模模孔倒角在30°时，模孔所受应力最大，在模孔倒角为60°时，所受应力最小，物料更容易被挤压，环模使用寿命更长。本文对环模成型机核心工作部件环模的数值模拟结果为优化环模材料选择、保证模具强度、提高模具寿命提供了科学依据。
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