優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗生產(chǎn)苜蓿草產(chǎn)品，加速草機(jī)具特別是加工機(jī)械的研究是苜蓿產(chǎn)業(yè)化順利發(fā)展的必然要求。環(huán)模（見(jiàn)圖1）是顆粒機(jī)的主要零件，是一種多孔環(huán)形易損件。
環(huán)模中模孔密布，臂薄，規(guī)格不同，模孔尺寸各異。環(huán)模質(zhì)量的好壞和質(zhì)量是否穩(wěn)定，直接影響環(huán)模的使用壽命和顆粒機(jī)的產(chǎn)量、飼料的質(zhì)量，從而影響飼料加工的生產(chǎn)成本。環(huán)模失效的主要形式是模孔及環(huán)模內(nèi)環(huán)表面磨損報(bào)廢，而模孔的形狀、大小不但決定草粉出模的順暢程度，而且對(duì)模孔及環(huán)模內(nèi)環(huán)表面磨損影響很大。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從環(huán)模的選材、熱處理及加工工藝等方面對(duì)其研究頗多，但對(duì)其結(jié)構(gòu)型孔方面的研究并不多見(jiàn)。本文探究環(huán)模的敏感參數(shù)——型孔形狀，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，將對(duì)環(huán)模的壽命和生產(chǎn)率起著決定性影響。
1、環(huán)模型孔的結(jié)構(gòu)模型和有限元網(wǎng)格劃分
在用ANSYS作有限元分析過(guò)程中．幾何建模是必不可少的一個(gè)過(guò)程，就建模功能來(lái)說(shuō)．ANSYS不如Pro/E、UG強(qiáng)大，但ANSYS有強(qiáng)大的接口能力和結(jié)構(gòu)計(jì)算能力，環(huán)模型孔采取Pro/E建立實(shí)體三維模型，通過(guò)中間軟件IGES作為中間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的平臺(tái)，利用ANSYS的接口技術(shù)，實(shí)現(xiàn)模型的調(diào)入。環(huán)模及型孔的Pro/E三維實(shí)體模型見(jiàn)圖1和圖2。
由于環(huán)模型孔是軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，建立模型時(shí)只建立環(huán)模型孔的1/4。環(huán)模型孔的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)：環(huán)模型孔內(nèi)徑8mm，環(huán)模型孔壁厚為2.3mm，分別建立了30°、45°和60°倒角環(huán)模型孔模型。
在ANSYS軟件中選取Solid45作為環(huán)模型孔的分析單元，材料為45#鋼，彈性模量E=2.06e+11，泊松比μ=0.3，密度p=7800。為保證分析精度，采用映射網(wǎng)格劃分單元。300倒角環(huán)模型孔網(wǎng)格劃分單元數(shù)為875，節(jié)點(diǎn)數(shù)為1248個(gè)。450倒角環(huán)模型孔網(wǎng)格劃分單元數(shù)為360，節(jié)點(diǎn)數(shù)為834個(gè)。600倒角環(huán)模型孔網(wǎng)格劃分單元數(shù)為420，節(jié)點(diǎn)數(shù)為696個(gè)。網(wǎng)格劃分結(jié)果見(jiàn)圖3。
2、有限元模型約束
由于環(huán)模型孔是軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，建立模型時(shí)只建立環(huán)模型孔1/4，約束模型兩個(gè)側(cè)面和底面。
3、有限元模型加載
為進(jìn)行環(huán)模模孔的有限元分析，需先進(jìn)行受力分析和相關(guān)假設(shè)。取環(huán)模任一模孔為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行受力分析如圖：
4、求解
運(yùn)行Solution-Solve-Currem LS,進(jìn)行靜結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算。3種環(huán)模型孔最大應(yīng)力和最大變形見(jiàn)表2。3種環(huán)模型孔沿軸向方向的應(yīng)力分布和變形分布分別見(jiàn)圖5和圖6。
5、結(jié)果分析
11由3種環(huán)模型孔沿軸向方向的應(yīng)力分布圖可以看出：30°倒角環(huán)模型孔應(yīng)力較大，45°倒角環(huán)模、60°倒角環(huán)模型孔較前者在倒角處應(yīng)力依次遞減，在非倒角處應(yīng)力值明顯依次遞減小。這說(shuō)明60°倒角環(huán)模孔在工作時(shí)的應(yīng)力較30°和45°小。
2)由3種環(huán)模型孔沿軸向方向的位移分布圖可以看出：30°倒角環(huán)模型孔的位移和45°倒角環(huán)模型孔位移較600倒角環(huán)模型孔均較大。
3）60°倒角環(huán)模孔結(jié)構(gòu)好，與實(shí)際吻合。
三門(mén)峽富通新能源銷(xiāo)售木屑顆粒機(jī)環(huán)模、飼料顆粒機(jī)環(huán)模等。
1、環(huán)模型孔的結(jié)構(gòu)模型和有限元網(wǎng)格劃分
在用ANSYS作有限元分析過(guò)程中．幾何建模是必不可少的一個(gè)過(guò)程，就建模功能來(lái)說(shuō)．ANSYS不如Pro/E、UG強(qiáng)大，但ANSYS有強(qiáng)大的接口能力和結(jié)構(gòu)計(jì)算能力，環(huán)模型孔采取Pro/E建立實(shí)體三維模型，通過(guò)中間軟件IGES作為中間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的平臺(tái)，利用ANSYS的接口技術(shù)，實(shí)現(xiàn)模型的調(diào)入。環(huán)模及型孔的Pro/E三維實(shí)體模型見(jiàn)圖1和圖2。
由于環(huán)模型孔是軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，建立模型時(shí)只建立環(huán)模型孔的1/4。環(huán)模型孔的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)：環(huán)模型孔內(nèi)徑8mm，環(huán)模型孔壁厚為2.3mm，分別建立了30°、45°和60°倒角環(huán)模型孔模型。
在ANSYS軟件中選取Solid45作為環(huán)模型孔的分析單元，材料為45#鋼，彈性模量E=2.06e+11，泊松比μ=0.3，密度p=7800。為保證分析精度，采用映射網(wǎng)格劃分單元。300倒角環(huán)模型孔網(wǎng)格劃分單元數(shù)為875，節(jié)點(diǎn)數(shù)為1248個(gè)。450倒角環(huán)模型孔網(wǎng)格劃分單元數(shù)為360，節(jié)點(diǎn)數(shù)為834個(gè)。600倒角環(huán)模型孔網(wǎng)格劃分單元數(shù)為420，節(jié)點(diǎn)數(shù)為696個(gè)。網(wǎng)格劃分結(jié)果見(jiàn)圖3。
2、有限元模型約束
由于環(huán)模型孔是軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，建立模型時(shí)只建立環(huán)模型孔1/4，約束模型兩個(gè)側(cè)面和底面。
3、有限元模型加載
為進(jìn)行環(huán)模模孔的有限元分析，需先進(jìn)行受力分析和相關(guān)假設(shè)。取環(huán)模任一模孔為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行受力分析如圖：
4、求解
運(yùn)行Solution-Solve-Currem LS,進(jìn)行靜結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算。3種環(huán)模型孔最大應(yīng)力和最大變形見(jiàn)表2。3種環(huán)模型孔沿軸向方向的應(yīng)力分布和變形分布分別見(jiàn)圖5和圖6。
5、結(jié)果分析
11由3種環(huán)模型孔沿軸向方向的應(yīng)力分布圖可以看出：30°倒角環(huán)模型孔應(yīng)力較大，45°倒角環(huán)模、60°倒角環(huán)模型孔較前者在倒角處應(yīng)力依次遞減，在非倒角處應(yīng)力值明顯依次遞減小。這說(shuō)明60°倒角環(huán)模孔在工作時(shí)的應(yīng)力較30°和45°小。
2)由3種環(huán)模型孔沿軸向方向的位移分布圖可以看出：30°倒角環(huán)模型孔的位移和45°倒角環(huán)模型孔位移較600倒角環(huán)模型孔均較大。
3）60°倒角環(huán)模孔結(jié)構(gòu)好，與實(shí)際吻合。
三門(mén)峽富通新能源銷(xiāo)售木屑顆粒機(jī)環(huán)模、飼料顆粒機(jī)環(huán)模等。
