吉林大学学报(工学版) ›› 2011, Vol. 41 ›› Issue (增刊2): 236-240.

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仿齿冠压头破碎物料试验及模拟

孙钟雷1,2, 孙永海1, 方旭君1, 刘晶晶1   

  1. 1. 吉林大学 生物与农业工程学院, 长春130022;
    2. 长江师范学院生命科学与技术学院, 重庆408100
  • 收稿日期:2010-10-11 出版日期:2011-09-30 发布日期:2011-09-30
  • 通讯作者: 孙永海(1956),男,教授,博士生导师。研究方向:农产品智能检测与评价。E-mail:sunyh@jlu.edu.cn E-mail:sunyh@jlu.edu.cn
  • 作者简介:孙钟雷(1979),男,博士研究生。研究方向:农产品智能检测与评价。E-mail:jlu.szl@163.com
  • 基金资助:

    “863”国家高技术研究发展计划项目(2008AA100802)

Experiment and simulation of bionic crown indenter during crushing materials

SUN Zhong-lei1,2, SUN Yong-hai1, FANG Xu-jun1, LIU Jing-jing1   

  1. 1. College of Biological and Agricultural Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China;
    2. College of Life Science and Technology, Yangtze Normal University, Chongqing 408100, China
  • Received:2010-10-11 Online:2011-09-30 Published:2011-09-30

摘要:

模仿人类磨牙制作了仿齿冠压头,并对其进行了破碎率试验和有限元模拟分析。采用三维激光扫描仪获取齿冠点云,利用逆向工程技术设计制作仿齿冠压头。采用筛分称重法测定仿齿冠压头破碎率,使用非线性接触模型对仿齿冠压头破碎物料过程进行有限元模拟,并与圆柱、齿形压头进行对比。结果表明,仿齿冠压头破碎率高于其他压头,并且数据稳定可靠;仿齿冠压头对物料产生的破碎应力大,应力集中区域多,破碎效果优于其他压头。本文设计的仿齿冠压头提高了压头工作性能,为破碎机械压头的优化设计提供参考。

关键词: 工程仿生学, 齿冠, 压头, 破碎率, 有限元法

Abstract:

In the paper,a bionic indenter was developed by simulating the crown of molar,the crush experiment and analysis of finite element simulation were done.After obtaining the point cloud of crown by three-dimensional laser scanner,the bionic indenter was designed and fabricated by the technology of reverse engineering.Crush efficiency was determined by the method of sieving and weighing,numerical simulations were performed for the crush process using the non-linear contact finite element method,comparing with columnar and dentiform indenters.The results show that the bionic indenter has higher crush efficiency,bigger crush stress,more stress concentration area than others,and the data is stable and reliable.So the bionic indenter is better than the common indenters.The study can afford to the reference for the optimal design of the crusher.

Key words: engineering bionics, crown, indenter, crush efficiency, finite element method

中图分类号: 

  • TB17


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