竹材碾压开纤的有限元分析

摘要

竹材碾压开纤法是制备长竹纤维的主要方法,目前由于理论研究的滞后,竹子粗纤维的提取处于低水平阶段,实现碾压开纤的高效高质量生产是目前急待解决的问题.拟通过建立竹材碾压的有限元力学模型,找到定量研究竹材碾压开纤的方法,从而进一步获得碾压开纤的加工参数.基于竹子结构特点,从研究竹材碾压开纤原理入手,研究建立了碾压开纤的有限元力学模型,分析了碾压开纤过程中竹子纤维和基体的应力、应变变化,结果与实际情况相符合;对碾压过程的运动仿真较清晰地模拟了竹材碾压开纤的过程,结果表明:对预处理后维管束含量45％的竹材,碾压棍直径按咬入角取最小值60 mm,竹材水平初速度为30 mm·s-1时,可以获得较好的开纤效果.研究初步揭示出竹材碾压开纤的机制,找到了一种有效研究竹材碾压开纤的方法,从而可以为进一步确定碾压开纤的最优加工参数,设计专用高效的竹材碾压开纤设备奠定基础.