1、有限元分析的目的和内容 在试验分析中，没有对环模使用寿命指标进行评价，没有研究混合饲料经调质后的物料属性对环模使用寿命的影响；因此，本文将在以上研究基础上继续对其进行仿真分析，找到仿真技术与试验的结合点，寻求一种新的优化方法，利用ANSYS对环模制粒机的关键部件进行结构静力学、结构动力学、结构热耦合分析，目的是以得到的平均应力作为环模制粒机使用寿命指标，与试验指标粉化率、生产率、电耗等结合形成对环模制粒机的综合评价，研究环模结构参数及物料属性的变化对环模使用寿命的影响，完成对环模制粒机的整体优化。 2、环模制粒机几何模型的构建 虚拟样机的仿真技术主要包含两个方面的内容：一是几何仿真，即机构的几何特性与装配关系的仿真；二是系统性能及动力学特征的仿真。 几何仿真是通过虚拟造型技术直观而又准确的反映产品的几何特征与装配关系，进而进行早期的系统干涉分析和装配检验，以便下一步的动力学仿真及系统的优化分析，合理的几何仿真是进行优化设计的基础和前提。 本课题在CAD/CAE/CAM (Computer Aided Design，Computer Aided Engineering．Manufacturing)特征造型工具UG、有限元分析软件ANSYS集成系统的基础上，对环模制粒总成的仿真分析和优化。 2.1UG系统环境 UG (Unigraphics)是Unigraphics Solutions公司推出的集CAD/CAE/CAM为一体的三维设计平台，广泛的应用于各制造领域，它是一个全三维、双精度的造型系统。它以世界上具有领先地位的Parasolid为内核，在产品的概念设计、机构分析、有限元分析、装配、工程制图、数据输出等领域均有相应的功能模块，尤其是在实体造型方面功能强大。 UG具有以下特点： ·可以为机械设计、模具设计提供一套完整的设计、分析方案 ·参数化功能可为零部件的系列化建模、装配、分析提供强大的基础支持 ·UG能完成自由曲面在内的复杂模型的创建； ·强大的自上而下和自下而上的装配功能； ·与ANSYS、IDEAS、SOLIDWORKS、PRO/E等的接口技术。 2.2 ANSYS系统环境 ANSYS是一专用的有限元分析工具，其数值模拟和分析功能强大。 在工程领域有许多力学问题和场的问题，都可以看作是一定边界条件下求解微分方程，但只有在少数的简单问题能求解。因此，在20世纪60年代，有限元法逐渐发展并成熟起来。ANSYS的数值模拟技术是在建立模型（数学模型和过程模型）的基础上，对所模拟的客观或理论系统进行定量的研究、试验和分析，它既不是实验方法，也不是理论方法，而是在大量的试验基础上，通过基本原理构建的一套数值计算模型。ANSYS处于有限元界的领导地位，被全球工业界广泛接受，经过大量的实例验证，在众多的工程领域都有很好的可靠性。 本课题通过ANSYS强大的数值模拟和后处理技术，对关键零件进行了结构动力学的分析，热结构耦合分析，完成了对环模的结构优化。 ANSYS主要的技术特点及功能： 能实现前后处理、求解、及多场分析统一的数据库； ·多物理场的优化功能； ·强大的非线性分析功能； ·灵活、快速地针对不同问题的波前求解器、PCG求解器、以及专门用于BLOCK的特征求解器； ·多用户的网格划分技术，支持自由网格、映射网格、智能网格、自适应网格。 2.3环模制粒总成的三维实体建模 UG Modeling建模模块是一种基于特征和约束的新一代技术，结合了传统建模和参数化建模的特点，具有交互建立和编辑复杂实体模型的能力。 2.3.1零件的建模及参数化 1通过Form Feature（创建特征）模块、Feature Operation(特征操作)、Edit Feature（编辑特征）模块以及尺寸驱动技术实现实体建模。 2环模等重要部件的参数化建模 在后续研究工作中环模为主要的分析对象，在进行环模的结构优化过程中需要反复调用环模实体，因此必须对其进行参数化的建模；UG参数化技术，涉及从零部件到组件，从组件到部件，从部件到产品的一系列过程。 参数化技术就是利用特征建模方式创建零部件系列的模板，创建零件的数据库，通过改变数据库中的零部件参数快速而又准确地生成实体的过程。 参数化的过程： 1定义设计意图 ·选择特征建模方式，建立特征关系（尺寸、附着性、位置、时序）； ·建立草图约束，创建表达式（方程、条件）； ·建立零部件间关系； 2确定建模方式 根据设计意图创建一个存在若干变量的，可以通过数值驱动的模型 ·分析零部件各体素间的关系； ·分析自由参数，确定如何保证自由参数的变化； ·确定模型主特征及辅助特征及特征创建顺序； ·利用表达式编辑器，提取自由参数，按照自由参数对部分表达式进行分 析； ·创建零件库及模型并验证。 2.3.2高级装配 在实现环模制粒总成的模型建立，采用自顶而上的装配技术，首先进行子装配。 1压辊总成的装配（如图5.1压辊总成子装配） 建立各零件之间的主要约束关系： 压辊轴与销：Mate圆柱副…圆柱副、Distance平面…平面、Align Datum_Plane---Datum_Plane; 压辊轴与轴承盖： Mate平面…平面、Align锥形…锥形、Align Datum_Plane---Datum_Plane; 轴承盖和轴承： Mate平面…平面、Mate圆柱副…圆柱副、Align DatumL Plane---Datum_Plane; 轴承和挡圈： Mate平面…平面、Mate圆柱副…圆柱副、Align Datum_ Plane---Datum_Plane; 轴承与轴承盖2:Mate平面…平面、Mate圆柱副…圆柱副、Align DatumL Plane---Datum_Plane; 压辊与轴承盖2：Mate圆柱副…圆柱副、Align Datum_Plane---Datum_Plane； 螺母和压辊轴：Mate圆柱副…圆柱副、Mate平面…平面、Align DatumL Plane---Datum_ Plane. 2、压辊总成与压板的子装配（如图5.2压辊总成与压板的子装配） 建立的主要的约束关系；压辊总成与压板：Mate平面…平面、Mate圆柱副…圆柱 副、Align Datum_Plane---Datum_Plane; 3、压辊与压板总成和环模的子装配（如图5.3压辊与压板总成和环模的子装配） 建立的主要的约束关系： 环模与抱毂：Mate平面…平面、Mate圆柱副…圆柱副； 抱毂与后连接法兰：Mate平面…平面、Mate圆柱副…圆柱副； 抱毂和环模： Mate圆柱副…圆柱副、Mate锥形…锥形、 Align DatumL Plane---Datum_Plane;后连接法兰与压辊总成：Mate平面…平面、Mate圆柱副…圆柱副； 4环模制粒总成总装配f如图 转载请注明：河南省同创新能源环模制粒机