缪树峰 ，陈 晨 ，叶大鹏

（福建农林大学机电工程学院，福建 福州 350000）

为解决鲜巨菌草颗粒饲料制备问题，通过分析相关文献得出[1-8]：鲜巨菌草颗粒饲料制备设备的模孔孔型对鲜巨菌草颗粒饲料成型生产的影响很大，而模孔孔径、模孔深度、模孔角度则是决定模孔孔型的三个重要因素。因此，本研究利用ABAQUS软件，对鲜巨菌草颗粒制备过程进行仿真，对模孔孔径、模孔深度、模孔角度三个因素进行研究[9-15]。

1 试验与方法

1.1 模型参数设定

本次试验选取巨菌草含水率20%、颗粒粒度在0~10 mm内的鲜巨菌草颗粒饲料原料为试验样本，进行剪切试验获取材料内聚力和摩擦角等参数。但由于原料的弹性模量、泊松比等参数在测试上存在一定难度，所以在其数值选取上采用相似特性的材料的相应参数即可[16-20]，参考《农业机械设计手册》和其他相似材料的研究文献[21-23]，具体建模参数设置如表1所示。

表1 Drucker-Prager Cap模型参数

1.2 鲜巨菌草颗粒饲料压制过程的有限元模拟

1）模型建立。为减少计算量，省去鲜巨菌草颗粒饲料压辊与模辊的冗余设计，将几何模型简化并导入ABAQUS软件，如图1所示。

图1 模型导入

2）创建材料属性。Drucker-Prager Cap模型参照表1进行相关参数设置。

3）创建装配体。切换到装配模块，点击创建装配体，选中压辊、模辊和原料模型3个部件，点击确定。

4）网格划分。网格类型的设置上选择CPE4R。

5）设置分析步。设置压辊的运动方式为顺时针转动，运动幅度比为2∶1。

6）定义接触。将模具建立成刚体，物料模型和压辊、模辊之间的摩擦设置为库仑摩擦，并将其切向的摩擦系数设置为0.3。……