打包機壓縮成型中的流變學研究

　　流變學是力學一個的分支，主要是從應力、應變、溫度和時間等方面來研究物質變形和(或)流動的物理力學，后來流變學不斷被學者接受。150年前后，一些國外的學者在進行纖維物料壓縮過程的宏觀研究分析時開始引入流變學的理論，這是在研究草物料壓縮理論過程中一次的突破，也使得草物料壓縮理論的研究進入流變學研究階段。15年，英國瑞庫格勒爾(Rehhkuler)和布采勒(Buchele)在密閉的容器中給青綠飼料加載變化的力，進行壓塊試驗，并得到一個流變學模型:-物料壓縮膨脹的單位應變,mm;?-物料產生的單位應變,mm;-物料能量容量。

　　作用在物料上的軸向壓應力,N;b?-物料間的粘合力,N;廣義麥克斯維模型k1、k2一兩彈簧彈性模量;Fig1-8GeneralizedMaxwellmodel美國學者博科(Bock)、莫森寧(Mohsenin)、和皮克伍(PIctIawChen)利用廣義麥克斯維模型，在一端已封閉的壓膜內裝入農作物秸稈和木片，并在瞬間使之達到某一恒應變，對壓縮力隨時間變化的流變性進行分析，得到流變方程，?(t)-時間t時物料壓應力kg/mm2;0?-在瞬間被壓縮物料所達到的恒應變，mm;Ei表示i個彈簧的彈性模量，N/m2;Ti-應力松弛的時間，s;eE-彈簧平衡彈性模量，N/m2;t-維持恒應變的壓縮時間，S;E(t)-物料應力松弛模量。18年,Peleg使用粘塑性材料的流變模型對物料壓縮過程中的應力松弛性進行描述,得出Peleg模型,即松弛模量E(t)的表達式為:式中，k-線性彈簧彈性模量，kg/mm2;r-彈簧的系數，kg/mm2;x-使物料瞬間所達到的恒應變，mm;fF-庫倫摩擦力，kg;px-彈簧大形變，mm;rT-壓縮過程中應力的松弛時間，s[8]。18年,我國的學者春光博士利用液壓式高密度打包機進行干牧草等物料的壓縮應力松弛試驗,推導了應力與應變二者之間的關系式,并得出干牧草應力松弛的本構方程：?(t)-時間t時干牧草所受壓應力，N/mm2;1?-個Maxwell模型對應的大應力,N/mm2;t-壓縮時間,s;1T-個Maxwell模型對應的應力松弛時間,s;2?-二個Maxwell模型對應的大應力,N/mm2;2T-二個Maxwell模型對應的應力松弛時間,s;e?-平衡彈簧應力,N/mm2。

　　國外在物料壓縮域的研究已有70多年歷史，積累了大量的經驗成果;而國內從20年前才開始涉足，也只有少數人在研究，如楊明韶、春光等，起步比較晚，但也取得了很好的成果。他們主要研究的內容包括:(1)牧草在壓捆時的變形恢復;(2)牧草在壓捆時的應力松弛規律;()高密度壓捆時牧草在壓縮室內的受力與變形等。他們在進行試驗研究和理論分析時，主要從以下三方面著手進行:(1)不同的壓縮方式(2)不同的壓縮條件()不同的纖維物料。這些研究成果在一定條件和范圍內，找出了壓縮力與壓縮密度以及影響壓縮力的因素之間存在的關系，豐富了壓縮理論的研究，與此同時也對壓縮設備的設計和草捆壓縮生產過程起到了指導作用，提供了理論依據。