環模是
環模制粒機顆粒機的主要易損件，由于其多孔的特性，在設計的過程中不僅要考慮耐磨性，而且還要考慮它的結構強度，然而，對于環模結構強度的計算，到目前為止還沒有一種完善的計算方法，在實際的強度校核過程中，往往忽略模孔對環模結構強度的影響，而將環模看作是一個厚璧圓筒，然后根據經驗將環模上所受的壓輥的壓力放大一定倍數之后進行計算，本研究將以軟件為基礎，在考慮模孔的情況下，對環模進行結構強度的靜力學分析。
1、環模受力分析
如圖1所示，在環模與壓輥所組成的制粒系統
2、環模的有限元分析
2.1環模有限元模型的建立
考慮到所用計算機的配置及計算時間等因素，取環模的1／4作為研究對象，利用PROE軟件建立環模的1／4模型，然后將其倒入到Ansys軟件進行分析。
2.2單元形式的選取及網格劃分
由于環模多孔的特性，采用六面體單元時，在孔與孔之間的部分分網難度大，所以采用10節點的四面體單元(solid92)。
分網精度依據分析對象的受載，結構的尺寸和復雜程度來確定．環模的結構較為復雜，在高精度的情況下，對計算機內存的要求甚高，本研究取8級精度，采用智能(smart size)分網功能進行網格的劃分，劃分情況如圖2所示。
2.3施加載荷及邊界條件
在制粒的過程中，環模上所受的力除了作用在環模內壁上的壓力外，還有作用在模孔內壁上的摩擦力，在本研究的分析過程中，為了簡化分析難度，忽略了模孔內壁上的摩擦力，而通過前述的公式，運用能量守恒的原理，將摩擦力換算為環模內壁受到的壓力。
從環模的受力圖中可以看出，環模在直徑方向上受到對稱壓力的作用，當以顆粒機環模的受壓處為起點截取1/4環模后，在起點截面（現假設為豎直面）的兩邊，環模受到相同方向的壓力作用．而對于所截取的1/4環模的另一截面（即水平截面）來說，其左右兩邊的部分則受到方向相反的拉力作用．所以，為了能準確模擬環模的實際工況，在圖3所示的水平截面內施加反對稱邊界條件，在豎直的截面內施加對稱邊界條件。
環模所受的壓輥的壓力沿豎直方向施加。由于已將模孔內壁上的摩擦力換算為壓輥對環模的壓力，所以，只在豎直截面上孔與孔之間的部分施加載荷，然而，在環模內壁與豎直截面的交線上施加豎直向上的均布載荷比較困難，因此，為了簡化分析的過程，在豎直面截與環模壓帶部分相交所得邊線上的每個節點上，施加大小為275 N(11000/40，共40個節點)的集中載荷，如圖3所示。
3、結果與分析
經過求解后，可以得到環模的變形圖和環模內部各點的應力等值線圖，如圖4、圖5所示．從圖4中的環模變形可以看出，環模不僅在水平截面上受到拉應力的作用，同時還承受彎曲應力的作用，完全符合環模實際工況和環模設計計算中的假設。
從環模內部各點的應力等值線圖中可以看出，環模內的應力分布比較均勻，在大部分區域內環模所受的應力小于21.2 MPa。
環模受到的最大應力為190 MPa，產生在集中力的加載處．而在實際的制粒過程中，力并不是以集中形式施加到環模上的，可以判斷，在正常的制粒過程中，環模所受的最大應力不大于190 MPa，小于材料的屈服強度345 MPa。
同時，從應力等值線圖中還可以看出．環模水平截面上的應力較大，最大應力在127 MPa到148MPa之間，這主要是由于環模在此面上同時受到拉應力和彎曲應力的共同作用，在制粒的過程中，隨環模的旋轉，環模的受力點也會在環模的內壁上沿周向移動，也就是說，在環模旋轉一周的過程中，環模的任意截面都會受到2次這種交變應力的作用。
4、小結
從以上的分析中可以看出，環模受到的最大應力為190 MPa，小于材料的屈服極限，這就說明采用傳統設計方法設計的環模的結構強度滿足使用的要求．然而在實際制粒的過程中，環模內壁的磨損量比較大，環模的壁厚會不斷減薄，進而導致環模結構強度的減弱．所以，在環模的設計過程中，不僅要考慮結構強度，還要考慮環模所用材料的耐磨性．同時，環模在旋轉的過程中，其內部受到較大的交變應力的作用，當環模的壁厚減薄，結構強度減弱時，環模疲勞失效的幾率會有所增加。
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