秸秆膨化机作为农作物秸秆膨化综合循环利用的重要设备,玉米秸秆在膨化处理过程中螺杆磨损严重,导致膨化产品品质不达标、膨化率低、生产成本增加等问题。就目前的研究表明,螺杆的磨损与物料属性、结构参数、运行参数、材料性能等众多因素有关。本文在已有的研究基础上,通过对秸秆物料的物理机械特性进行分析,经研究发现秸秆的有节无节状态对其力学特性存在较大的影响;根据测试秸秆的含水率和硬度,发现物料含水率会影响秸秆的表面硬度、抗压强度等特征。首先基于玉米秸秆的膨化过程,建立秸秆物料膨化过程运动数学模型,推导出膨化机膨化腔内压力与螺旋升角、螺杆直径、物料密度等因素相关的传递函数,并得出物料的运动速度与螺旋升角、螺杆转速、螺距等因素相关;其次研究在不同含水率条件下,不同混合比例的有节/无节秸秆对螺杆表面的载荷状态和磨损情况有所不同,从而确定螺杆的磨损机理和磨损的主要形式,建立螺杆磨损的数学模型,获得影响磨损率的主要影响因素。利用离散元单元法,运用EDEM离散元仿真软件联合MATLAB仿真,获得含水率-表面载荷-速度的空间曲线;根据该载荷仿真模型,利用Hertz-Mindlin(no slip)模型的拓展Archard Wear得到螺杆磨损的仿真模型;最后,利用1:1试验样机,试验验证理论分析和计算机仿真模拟的正确性。本文通过针对上述问题的研究,为秸秆膨化机和相关的农业机械设备的设计和维护提供了一定的理论基础。该论文有图47幅,表8个,参考文献111篇。