生物質固化成型機不同孔形受力分析*

何一波 嚴永林 黃 俊

（中南林業科技大學機電工程學院，長沙 410004）

生物質固化成型技術是在生物質能利用技術基礎上發展起來的，是用于高值清潔利用農林剩余物、雜草藤條等廉價碳匯資源效果顯著的技術之一[1-3]。影響生物質固化成型的因素有很多且十分復雜[4-5]，徐弘博[6]提出對模腔采用模孔與模芯組合的方式取代直接在模盤上加工模孔的方法，但是選擇何種形狀模孔卻沒有相應的理論支撐，僅僅依靠經驗選擇[7-9]。為此,本文在借助特征參數化建模軟件的基礎上設計了3種典型模孔結構，分析原料在3種不同孔形內擠壓成型的受力情況，在探討不同形狀模孔優缺點的基礎上提出復合型模孔結構，以期為生物質固化成型機的模孔選形和結構優化提供借鑒[10-15]。

1 不同孔形建模

圖1 不同孔形模具Fig.1 Different hole molds

采用生物質固化成型機對原料進行擠壓成型，選用不同形狀的模孔，因孔形結構特征差異，在擠壓成型過程中，原料在模腔內所受擠壓力大小會不同[16-21]。因此借助特征參數化建模軟件pro/e 5.0，設計圓形、方形和正三角形3種典型模孔結構，其結構參數為邊長5 cm，長徑比6：1（如圖1所示），以探究不同形狀模孔成型過程擠壓特性。

2 模孔擠壓特性理論分析

不同形狀模孔在其壓縮過程的擠壓特性無法通過試驗觀察，因此，首先基于正方形模孔進行擠壓特性的理論分析，然后以同樣的分析方法得出圓形模孔和正三角形模孔擠壓特性公式。正方形成型模孔如圖2所示，其成型腔大端正方形邊長為a，保型腔的正方形邊長為b，成型腔段長度為L1，保型腔段長度為L2。……