轻薄型金属反平面撕裂破碎试验研究

为解决报废汽车及家用电器的破碎及回收处理问题,利用拉伸试验,获取轻薄型回收金属材料的力学性能参数;在考虑强化效应的基础上,将材料本构关系简化为双线性模型;通过裤形撕裂试验,观察到轻薄型回收金属发生大小相等、方向相反的两次弹塑性弯曲变形,因此裤形撕裂试验过程中外力所做功主要由金属材料的撕裂功和裤腿的弹塑性弯曲功两部分组成;分析研究轻薄型回收金属材料撕裂破碎过程的特点,将单位面积裂纹表面的撕裂比功作为表征材料撕裂性能的特征参数;比较轻薄型回收金属在不同加载速度下的撕裂比功,发现撕裂比功在一定范围内对加载速度的变化不敏感。研究表明,轻薄型金属材料的拉伸断裂比功较相应板材的撕裂比功大一个数量级,这表明撕裂方式更适合于报废汽车及家用电器的破碎加工处理。

轻薄型金属材料破碎模式研究

为解决报废汽车及家用电器的高效循环再生利用问题,根据摆锤式破碎机的工作原理及破碎过程力学模型,构建轻薄型回收金属破碎试验装置;借助检测分析,得到所选回收金属材料的力学性能参数;利用放大50倍的光学显微镜,获取所选轻薄型回收金属破碎试验前、后的表面外观形貌;通过试验研究,得出如下研究结果:轻薄型回收金属在破碎工具持续冲击作用下,应力应变最为集中的初始表面缺陷及微细裂纹率先失稳、扩展、联片、贯穿,直至大块回收金属碎片(200 mm×200 mm)被从其母体上撕裂下来。在此基础上,采用理论分析与计算机仿真相结合的方法,对轻薄型回收金属材料的破碎过程进行进一步研究,从理论上阐明其破碎损伤规律,给出相应的破碎模式,为建立具有自主知识产权的轻薄型金属材料破碎理论体系奠定基础。

轻薄型回收金属破碎过程能耗研究

为解决报废汽车的破碎及回收处理问题,由标准拉伸试验获得随机抽取报废汽车轻薄型回收金属材料的力学性能参数,将材料的本构关系简化为双线性模型;利用自制试验装置进行报废汽车轻薄型回收金属摆锤式破碎试验。通过试验过程分析,将破碎过程划分为初始、中间、终了三个阶段;在三个阶段中,轻薄型金属材料发生了局部凹陷、整体弯曲和局部折弯变形,在凹陷变形处失稳、扩展、贯穿的裂纹不断扩展,直至大块的轻薄型回收金属被从其母体上撕裂下来。能量分析表明:整个破碎工具的能量主要被回收金属的弹塑性变形和破碎所消耗;通过简化模型,计算得到三部分弯曲变形的弹塑性弯曲功和回收金属破碎功。结果表明报废汽车回收金属破碎过程中,破碎工具的能量仅有部分用于回收金属破碎。

轻薄型回收金属破碎试验机的设计研究

针对轻薄型回收金属的具体特点,研发了专门用于轻薄型回收金属破碎研究的摆锤式冲击破碎试验机。详细描述了其结构构成和工作过程,并计算得出了相关参数。简要介绍了试验机的测试系统,该系统能够自动完成试验结果分析计算,可直接输出相关试验报告,免去了以往复杂的数据处理过程。

轻薄型金属摆锤式破碎过程试验研究

轻薄型回收金属在设备中破碎的初始过程为:在锤尖作用区域,材料首先产生了和锤尖形状相同的球状隆起变形,锤头的持续作用使该区域变形不断增大,直至试件失稳破坏;同时在材料的其他区域,还产生了不同形式的弯曲变形。分析计算结果表明,锤尖几何尺寸及运行轨迹是导致不对称失稳破坏的主要因素。

轻薄型回收金属撕拉破碎试验研究及结果分析

为解决报废汽车及家用电器的破碎回收问题,对轻薄型回收金属摆锤式破碎过程进行研究,结果发现撕裂与撕拉为其主要破碎模式;利用自制工具对轻薄型回收金属进行撕拉试验,获得撕拉破碎模式下材料的载荷-位移曲线,期间试件预穿刺孔舌形化直边两侧裂纹历经了多次失稳、扩展和松弛,舌形化直边产生了多次局部折叠变形,试件整体发生了横纵两方向的折弯,且大块轻薄型回收金属碎片被从其母体上撕拉下来;通过计算,得到轻薄型回收金属的撕拉破碎功及各种弹塑性弯曲功;与裤腿撕裂试验结果比对可知,虽然撕拉的能耗较撕裂稍高,但易于建立的边界条件及大块的撕拉碎片更有利于降低破碎过程的综合能耗;研究结果为报废汽车及家用电器的破碎回收利用提供一定的理论依据。