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研究生:吳政儒
研究生(外文):Cheng-Ju Wu
論文名稱:廢輪胎熱裂解設備之熱彈塑性分析
論文名稱(外文):Thermo-Elasto-Plastic Analysis of Pyrolysis Equipment for Scrap Tires
指導教授:黃男農
指導教授(外文):Nan-Nong Huang
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:機械與機電工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:78
中文關鍵詞:熱彈塑性螺旋輸送機熱裂解設備多節點約束
外文關鍵詞:Thermo-elasto-plasticANSYSScrew ConveyorPyrolysis Equipment
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本研究利用有限分析軟體ANSYS來分析廢輪胎熱裂解設備之熱彈性及熱彈塑性結構反應。探討原型設備受自重及在高溫操作條件下之應力與位移。將結構材料(310S)模擬成遵循von Mises降服準則之雙線性等向性應變強化材料。
經由分析顯示,螺旋葉片於不均勻溫度狀態下,在葉片與輸送軸接合區域產生很大之彎曲應力,其應力值超過材料之初始降服強度。另發現設備在現有之支撐條件下,輸送軸及運料襯套之撓曲位移並不一致,造成部份區域螺旋葉片及襯套間隙有不足之現象,有可能導致運轉時產生干涉。
In this study, the thermo-elastic and thermo-elasto-plastic analyses for the pyrolysis equilibrium of scrap tires are conducted using ANSYS, a finite element analysis package. The stresses, strains and displacements are examined for the equipment under self-weight and non-uniform temperature distribution.The material (310S) is modeled as a bilinear isotropic hardening material subjected to the von Mises yield criterion.
The numerical results reveal that, under the extremely high temperature operation condition, the leaf of screw conveyor exhibits a large magnitude of bending stress. Plastic zone develops on the area adjacent to the shaft.
A further examination of displacements, it is noted that the shaft and jacket of the conveyor do not deflect compatibly under current supporting conditions. Interference may occur when the equipment is in operation.
誌謝 Ⅰ
中文摘要 Ⅱ
英文摘要 Ⅲ
章節目錄 Ⅳ
圖形目錄 Ⅶ
表目錄 XIII
符號說明 XIV
第一章 前言與文獻回顧 1
1-1研究源起 1
1-2廢輪胎之熱裂解程序 1
1-3研究目的、研究內容及大綱 3
1-4文獻回顧 3
1-4-1 螺旋輸送機研究歷程 4
1-4-2 熱彈塑性研究歷程 4
1-5 論文章節 6

第二章 有限元分析方程式 7
2-1 三維等參殼元素理論 8
2-2 位移與應變之關係 11
2-3熱彈性之應力應變關係式 13
2-4 熱彈性之有限元方程式 14
2-5 熱彈塑性方程式 15
2-5-1 虛功原理方程式 15
2-5-2 Prandtl-Rcuss與等向強化(isotropic hardening) 15
第三章 熱解管設備有限元分析程序 20
3-1 ANSYS有限元分析軟體架構 20
3-2 熱裂解設備熱彈塑性分析步驟 25
3-2-1 螺旋輸送機有限元建立 25
3-2-2 熱裂解管有限元建立 31
第四章 結果與討論 34
4-1 螺旋輸送機分析結果 34
4-1-1 螺旋輸送機受自重載荷彈性分析結果 34
4-1-2 螺旋輸送機受溫度載荷熱彈性分析結果 38
4-1-3 螺旋輸送機受溫度載荷熱彈塑性分析結果 43
4-1-4 螺旋輸送機受溫度與自重載荷熱彈塑性分析結果 60
4-2 熱裂解管分析結果 62
4-2-1 熱裂解管受自重載荷彈性分析結果 62
4-2-2 熱裂解管受溫度載荷熱彈性分析結果 64
4-2-3 熱裂解管受溫度載荷熱彈塑性分析結果 71
4-3螺旋輸送機與運料襯套撓度結果比較 74
第五章 結論與未來研究方向 75
5-1 結論 75
5-2 未來研究方向 76
文獻回顧 77
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