1. 2012‐04‐05
OPTIMERING AV FLIS FÖR
MEKANISK MASSA
Lisbeth Hellström
Forskare vid Mittuniversitetet
5 terawatttimmar per år för tillverkning av termomekanisk massa (TMP)
Samma energi kan värma ca 250 000 hushåll.
1

2. 2012‐04‐05
TRADITIONELLT
Flisen som framställs för TMP har varit framtagen med tanke på
kemisk massaframställning dvs en snäv tjockleksfördelning och ett
minimum av stukskador
De viktigaste egenskaperna för TMP är:
• Ljusspridning
• Dragindex
2

3. 2012‐04‐05
MEKANISK FÖRBEHANDLING AV FLIS
• Pluggskruv
• BiVis
• Valsnyp
• Etc
PILOTHUGG
3

4. 2012‐04‐05
HUGGVINKLAR
λ = 90 − (α + β + ε )
BROTTMEKANISMER
Stora värden på λ Små värden på λ
4

5. 2012‐04‐05
5

6. 2012‐04‐05
KRAFTMÄTNING
6

7. 2012‐04‐05
Exempel på utsignal från kraftsensorer
KRAFTER PÅ KNIVEN
På grund av ändliga styvheter och massor i det dynamiska
systemet så är krafterna på kniven inte samma som de
krafter som mäts av sensorerna.
Genom att mäta dels accelerationerna i två riktningar och i
två positioner på knivhållaren och dels krafterna på
verktygshållaren, så kan krafterna på kniven bestämmas
(Newtons 2:a)
7

8. 2012‐04‐05
BEARBETNINGSPARAMETER
tidigare undersökningar visar att den största uppsprickningen fås
vid kompression i fiberriktningen.
()
D * x = Min(ε11 (x,t)); t ∈ ⎡0,T ⎤ if Min(ε11 (x,t)) < 0
p
⎣ ⎦
p
D * ( x ) = 0 otherwise
D = (1/ V ) ∫ D *( x ) dV
V
x anger en punkt i flisen, ε11p är den plastiska töjningen i fiberriktningen,
V är flisens volym och T är belastningens varaktighet.
Uttryckt i ord: D* är den största kvarvarande (plastiska) kompressiva
töjningen som uppnås i en punkt. D* summeras (integreras) sedan över
flisens volym och divideras med flisens volym för att få ett mått på hur stor
del av flisen som har påverkats
OPTIMERING
Hur skall flisningsparametrar dvs vinklar och
flislängd väljas så att D blir maximal.
Detta går att formulera matematiskt som ett
optimeringsproblem, som kan lösas med bland
annat Finita Elementmetoden.
8

9. 2012‐04‐05
KOMMANDE AKTIVITETER
Numerisk optimering av flisningsprocessen för TMP
Undersöka λ – vinkels relevans λ = 90 − (α + β + ε )
Utveckla metoder för att kvantifiera uppsprickningen
Undersöka hur en modifierad flisning påverkar den
kemitermomekaniska (CTMP) massaprocessen
RUBRIKFORMAT STOR
Tack
Foto: Åsa Grip
9