竹材碾壓開纖的有限元分析

摘要：竹材碾壓開纖法是制備長竹纖維的主要方法,目前由于理論研究的滯后,竹子粗纖維的提取處于低水平階段,實現碾壓開纖的高效高質量生產是目前急待解決的問題。擬通過建立竹材碾壓的有限元力學模型,找到定量研究竹材碾壓開纖的方法,從而進一步獲得碾壓開纖的加工參數。基于竹子結構特點,從研究竹材碾壓開纖原理入手,研究建立了碾壓開纖的有限元力學模型,分析了碾壓開纖過程中竹子纖維和基體的應力、應變變化,結果與實際情況相符合;對碾壓過程的運動仿真較清晰地模擬了竹材碾壓開纖的過程,結果表明:對預處理后維管束含量45%的竹材,碾壓棍直徑按咬入角取最小值60mm,竹材水平初速度為30mm·s^-1時,可以獲得較好的開纖效果。研究初步揭示出竹材碾壓開纖的機制,找到了一種有效研究竹材碾壓開纖的方法,從而可以為進一步確定碾壓開纖的最優加工參數,設計專用高效的竹材碾壓開纖設備奠定基礎。