0、引言
優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗生產(chǎn)苜蓿草產(chǎn)品，加速草機具特別是加工機械的研究是苜蓿產(chǎn)業(yè)化順利發(fā)展的必然要求。環(huán)模（見圖1）是
顆粒機的主要零件，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，而且對模孔及環(huán)模內(nèi)環(huán)表面磨損影響很大。目前，國內(nèi)外學者從環(huán)模的選材、熱處理及加工工藝等方面對其研究頗多，但對其結(jié)構(gòu)型孔方面的研究并不多見。本文探究環(huán)模的敏感參數(shù)——型孔形狀，并對其進行優(yōu)化，將對環(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作有限元分析過程中．幾何建模是必不可少的一個過程，就建模功能來說．ANSYS不如Pro/E、UG強大，但ANSYS有強大的接口能力和結(jié)構(gòu)計算能力，環(huán)模型孔采取Pro/E建立實體三維模型，通過中間軟件IGES作為中間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的平臺，利用ANSYS的接口技術(shù)，實現(xiàn)模型的調(diào)入。環(huán)模及型孔的Pro/E三維實體模型見圖1和圖2。
由于環(huán)模型孔是軸對稱結(jié)構(gòu)，建立模型時只建立環(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)點數(shù)為1248個。450倒角環(huán)模型孔網(wǎng)格劃分單元數(shù)為360，節(jié)點數(shù)為834個。600倒角環(huán)模型孔網(wǎng)格劃分單元數(shù)為420，節(jié)點數(shù)為696個。網(wǎng)格劃分結(jié)果見圖3。
2、有限元模型約束
由于環(huán)模型孔是軸對稱結(jié)構(gòu)，建立模型時只建立環(huán)模型孔1/4，約束模型兩個側(cè)面和底面。
3、有限元模型加載
為進行環(huán)模模孔的有限元分析，需先進行受力分析和相關(guān)假設(shè)。取環(huán)模任一模孔為研究對象，對其進行受力分析如圖：
4、求解
運行Solution-Solve-Currem LS,進行靜結(jié)構(gòu)有限元計算。3種環(huán)模型孔最大應(yīng)力和最大變形見表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。這說明60°倒角環(huán)模孔在工作時的應(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，與實際吻合。
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木屑顆粒機環(huán)模、
飼料顆粒機環(huán)模等。
