[29]可知面團(tuán)參數(shù)如表4-1所示。表4-1面團(tuán)參數(shù)名稱符號(hào)單位數(shù)值冪律指數(shù)n0.4時(shí)間常數(shù)λs2.12零剪切黏度ηPa·s24350無(wú)限剪切黏度ηPa·s0密度ρkg/850在Fluent軟件的Setup模塊中設(shè)置物性條件與計(jì)算條件。該流體域幾何模型由靜止流體域和旋轉(zhuǎn)流體域兩部分組成，形狀也較為復(fù)雜，為達(dá)到較精確的計(jì)算結(jié)果，使用雙精度穩(wěn)態(tài)求解器。面團(tuán)流動(dòng)速度為低速，使用層流模型求解面團(tuán)流動(dòng)情況。使用單參考系法（SRF）定義旋轉(zhuǎn)流體域的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)速度為48r/min。壓力與速度的耦合方法使用couple方法，計(jì)算格式均使用二階迎風(fēng)格式。對(duì)旋轉(zhuǎn)絞龍表面的力和進(jìn)出口流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，計(jì)算至力和出入口流量穩(wěn)定視為計(jì)算完成。1.2.3流體計(jì)算結(jié)果在Fluent軟件中的Solution進(jìn)行求解，并最終在Results中得到求解結(jié)果。螺旋絞龍擠面軸表面和垂直于入口平面截面的面團(tuán)流場(chǎng)壓力分布如圖1.4所示。圖1.4面團(tuán)流場(chǎng)壓力分布云圖可見(jiàn)流體壓力從入口至出口呈遞增規(guī)律，到達(dá)螺旋絞龍擠面軸葉片底部時(shí)壓力最大，壓力最大值為39.74Mpa。螺旋絞龍擠面軸葉片的前表面壓力大于后表面，這是由于流體主要是靠葉片前表面推動(dòng)的緣故。圖1.5為面團(tuán)流場(chǎng)速度分布云圖。圖1.5面團(tuán)流場(chǎng)速度分布云圖可見(jiàn)螺旋絞龍擠面軸葉片最外側(cè)壁面附近的面團(tuán)流動(dòng)速度最大，速度最大值為0.101m/s。圖1.6為面團(tuán)流場(chǎng)粘度分布云圖。圖1.6面團(tuán)流場(chǎng)粘度分布云圖可見(jiàn)流場(chǎng)粘度最大區(qū)域主要集中在螺旋絞龍擠面軸葉片根部，螺旋絞龍擠面軸葉片外緣的粘度較小。這是由于螺旋絞龍擠面軸葉片根部速度小而外緣速度大的緣故。1.3擠面軸固體力學(xué)仿真1.3.1網(wǎng)格劃分與材料屬性使用ANSYSWorkbench軟件庫(kù)中的Mechanical軟件計(jì)算固體區(qū)域的應(yīng)力應(yīng)變分布。由于本仿真主要關(guān)注螺旋絞龍擠面軸的應(yīng)力分布狀況，因此只計(jì)算螺旋絞龍擠面軸的受力情況。先用Mechanical軟件中的Mesh模塊對(duì)螺旋絞龍擠面軸進(jìn)行網(wǎng)格化處理，網(wǎng)格劃分的結(jié)果如圖1.7所示。圖1.7螺旋絞龍擠面軸網(wǎng)格劃分情況對(duì)螺旋絞龍擠面軸的葉片區(qū)域使用全六面體網(wǎng)格劃分，對(duì)螺旋絞龍擠面軸的軸采用四面體網(wǎng)格進(jìn)行劃分，在葉片根部對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行加密。旋轉(zhuǎn)絞龍采用304不銹鋼進(jìn)行制造，304不銹鋼的材料屬性如表2所示。表4-2304不銹鋼材料屬性名稱符號(hào)單位數(shù)值密度kg/7930楊氏模量EMpa194020泊松比ν0.3屈服強(qiáng)度σMpa205抗拉強(qiáng)度σMpa5201.3.2固體計(jì)算結(jié)果對(duì)螺旋絞龍擠面軸軸的兩端采用固定支撐，將1.2中面團(tuán)流體仿真計(jì)算得到的壓力導(dǎo)入螺旋絞龍擠面軸固體域表面進(jìn)行計(jì)算。螺旋絞龍擠面軸的總變形量結(jié)算結(jié)果如圖1.8所示。圖1.8螺旋絞龍擠面軸應(yīng)變分布云圖由圖1.8可知，螺旋絞龍擠面軸由于其材料304不銹鋼優(yōu)良的材料性能，因而在工作時(shí)變形量很小，其最大變形量?jī)H僅為0.00282mm，可以認(rèn)為幾乎是不發(fā)生變形的。螺旋絞龍擠面軸工作時(shí)的最大形變處位于螺旋絞龍葉片外緣。圖1.9為螺旋絞龍擠面軸應(yīng)力分布云圖。圖1.9螺旋絞龍擠面軸應(yīng)力分布云圖由圖1.9可知，應(yīng)力主要分布在旋轉(zhuǎn)絞龍葉片根部，最大應(yīng)力σmax=39.74Mpa，遠(yuǎn)小于304不銹鋼許用強(qiáng)度σ0.21.4小結(jié)本章通過(guò)使用Fluent軟件，對(duì)擠面部分進(jìn)行了流固耦合仿真，包括面團(tuán)流體仿真和擠面軸固體力學(xué)仿真，分別得到了流場(chǎng)壓力、速度、黏度分布云圖和固體應(yīng)變、應(yīng)力分布云圖。通過(guò)面團(tuán)流體仿真分析得出，流體壓力從入口至出口呈遞增規(guī)律，到達(dá)螺旋絞龍擠面軸葉片底部時(shí)壓力最大，壓力最大值為39.74Mpa；螺旋絞龍擠面軸葉片最外側(cè)壁面附近的面團(tuán)流動(dòng)速度最大，速度最大值為0.101m/s；流場(chǎng)粘度最大區(qū)域主要集中在螺旋絞龍擠面軸葉片根部，螺旋絞龍擠面軸葉片外緣的粘度較小。通過(guò)擠面軸固體仿真分析得出