环模颗粒机中环模结构型孔的有限元分析 木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制粒机|生物质颗粒机|30码期期必中 / 13-10-30

    环模中模孔密布，臂薄，规格不同，模孔尺寸各异。环模质量的好坏和质量是否稳定，直接影响环模的使用寿命和颗粒机的产量、饲料的质量，从而影响饲料加工的生产成本。环模失效的主要形式是模孔及环模内环表面磨损报废，而模孔的形状、大小不但决定草粉出模的顺畅程度，而且对模孔及环模内环表面磨损影响很大。目前，国内外学者从环模的选材、热处理及加工工艺等方面对其研究颇多，但对其结构型孔方面的研究并不多见。本文探究环模的敏感参数——型孔形状，并对其进行优化，将对环模的寿命和生产率起着决定性影响。
1、环模型孔的结构模型和有限元网格划分
    在用ANSYS作有限元分析过程中．几何建模是必不可少的一个过程，就建模功能来说．ANSYS不如Pro/E、UG强大，但ANSYS有强大的接口能力和结构计算能力，环模型孔采取Pro/E建立实体三维模型，通过中间软件IGES作为中间数据转换的平台，利用ANSYS的接口技术，实现模型的调入。环模及型孔的Pro/E三维实体模型见图1和图2。

    由于环模型孔是轴对称结构，建立模型时只建立环模型孔的1/4。环模型孔的主要结构参数：环模型孔内径8mm，环模型孔壁厚为2.3mm，分别建立了30°、45°和60°倒角环模型孔模型。
    在ANSYS软件中选取Solid45作为环模型孔的分析单元，材料为45#钢，弹性模量E=2.06e+11，泊松比μ=0.3，密度p=7800。为保证分析精度，采用映射网格划分单元。300倒角环模型孔网格划分单元数为875，节点数为1248个。450倒角环模型孔网格划分单元数为360，节点数为834个。600倒角环模型孔网格划分单元数为420，节点数为696个。网格划分结果见图3。

2、有限元模型约束
    由于环模型孔是轴对称结构，建立模型时只建立环模型孔1/4，约束模型两个侧面和底面。
3、有限元模型加载
    为进行环模模孔的有限元分析，需先进行受力分析和相关假设。取环模任一模孔为研究对象，对其进行受力分析如图：

4、求解
    运行Solution-Solve-Currem LS,进行静结构有限元计算。3种环模型孔最大应力和最大变形见表2。3种环模型孔沿轴向方向的应力分布和变形分布分别见图5和图6。

5、结果分析
    11由3种环模型孔沿轴向方向的应力分布图可以看出：30°倒角环模型孔应力较大，45°倒角环模、60°倒角环模型孔较前者在倒角处应力依次递减，在非倒角处应力值明显依次递减小。这说明60°倒角环模孔在工作时的应力较30°和45°小。
    2)由3种环模型孔沿轴向方向的位移分布图可以看出：30°倒角环模型孔的位移和45°倒角环模型孔位移较600倒角环模型孔均较大。
    3）60°倒角环模孔结构好，与实际吻合。
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