環(huán)模顆粒機通過壓輥對物料的擠壓作用，將飼料顆粒從環(huán)�？字袛D壓出來。在制粒過程中，物料在環(huán)模孔中受到軸向的擠壓力，物料與環(huán)�？變�(nèi)壁之間存在摩擦力，環(huán)�？字械妮S向擠壓力克服物料與環(huán)�？妆诘哪Σ亮Γ�最后將飼料顆粒擠壓出環(huán)�？�。因此，有必要對環(huán)模孔內(nèi)的軸向擠壓力和摩擦力進行分析，探討影響擠壓壓強和摩擦力大小的因素，以及對制粒過程的影響。
    圖2.8所示的物料在環(huán)模孔中的受力狀況圖，物料從右邊的環(huán)�？走M料口進入，壓制成形的飼料顆粒從左邊出料口被擠出，環(huán)�？字睆綖镈，環(huán)�？卓傞LLp。物料在環(huán)�？走M料口受到擠壓力C，物料與環(huán)模孔內(nèi)壁之間的摩擦力F。圖中的dV是體積的微分表達。dV包含了物料的厚度變量dX和環(huán)�？装霃絩。那么軸向擠壓物料的壓強可以用微分dX來表示：
    首先簡化環(huán)模孔進料口的形狀，將進料口錐形倒角忽略，如上圖2.8所示物料進料口的形式為直形孔。再假設(shè)軸向擠壓力的微分表達dFx在整個環(huán)�？椎臋M截面積πr2上為固定值。將物料擠出環(huán)模孔的擠壓力的大小將從進料口到出料口會逐漸遞減，把物料擠壓進環(huán)�？讜r所需的擠壓力是最大的。在上圖中把dPx定義為正值。摩擦力dF可以表示為：
    為了能更好地將x軸方向的軸向擠壓力dF.與摩擦力dF關(guān)聯(lián)起來，并分析它們之間的作用關(guān)系。首先假設(shè)制粒物料是正交異性物料，只發(fā)生彈性變形。那么應(yīng)力和應(yīng)變之間滿足胡克定律，呈線性變化關(guān)系。在分析過程中，需要忽略模型的塑性變形。
    因為擠壓物料的特性應(yīng)該滿足胡克定律，應(yīng)力與應(yīng)變的比值是固定的：
    應(yīng)力的定義為單位面積上所承受的力或載荷，單位為N／mm2。由于面積和力都是矢量，如果面積方向和受力方向相同，那么所受的應(yīng)力為正應(yīng)力。如果面積方向和受力方向互相正交，那么所受的力稱為剪應(yīng)力。當物料在擠壓力的作用下不能產(chǎn)生位移時，物料的幾何形狀和尺寸將發(fā)生改變，就稱之為應(yīng)變，應(yīng)變是無量綱。一定體積形態(tài)的制粒物料膨脹或壓縮的狀態(tài)由于所加的載荷消失的情況下而回復正常狀態(tài)，稱之為彈性應(yīng)變。
    物料正應(yīng)變與物料的切應(yīng)變之間有一定的關(guān)系，這種關(guān)系只受制粒物料的特性和泊松比的影響。物料的泊松比是指在材料的比例極限內(nèi)，由均勻分布的縱向應(yīng)力所引起的橫向應(yīng)變與相應(yīng)的縱向應(yīng)變之比的絕對值，如下圖2.9所示。因此物料的泊松比可以表示為：
    正如先前所假設(shè)的，軸向擠壓力dFx在制粒環(huán)�？椎臋M截面積上保持為一定值，而且在環(huán)模孔的橫截面上待制粒物料的特性是一樣的。其中，是環(huán)�？装霃�，△，是物料顆粒通過環(huán)模孔后直徑的伸長量。在空間受限制的環(huán)模孔內(nèi)，物料的半徑伸長量是被禁止的，因此應(yīng)變就可以看成是應(yīng)力作用在環(huán)�？妆谏袭a(chǎn)生的。
根據(jù)圖2.8所示，胡克定律可以用物料受到的軸向和徑向的擠壓力來表示：
    上面求得的式(2.4.15)只有在P不為零的情況下成立，等式中的數(shù)值Px0指的是滿足制粒條件時，即擠壓力能將物料順利擠出模孔，環(huán)模孔內(nèi)物料受到的初始擠壓壓強。在下面的分析中，將預應(yīng)力p從零開始逐漸增加，分析預應(yīng)力對制粒過程的影響。
    當環(huán)�？字械奈锪鲜艿筋A應(yīng)力作用時，需要先假設(shè)物料是有彈性的，飼料顆粒的變形在載荷移除后是可以恢復的。按照前面的分析，在制粒過程中，當擠壓壓強移除后，飼料顆粒會很容易的從環(huán)模孔中擠出。但是，實際情況并非如此，因為有預應(yīng)力PN。的作用，飼料顆粒被緊緊地束縛在環(huán)�？變�(nèi)。因此計算正壓力PN的時候，首先必須考慮。
    因此，當x的值很小的情況下，制粒過程中擠壓壓強與泊松比無關(guān)，這個過程發(fā)生在制粒的開始階段。此時，并沒有初始擠壓壓強的作用，而物料擠壓進�？讜r發(fā)生的變形也與泊松比無關(guān)。只有當初始軸向擠壓力開始起作用時，物料開始發(fā)生變形。很明顯的是初始軸向擠壓力與環(huán)�？椎慕Y(jié)構(gòu)特性和物料的制粒性能有關(guān)，在下一章節(jié)中將分析這些參數(shù)對軸向擠壓壓強的影響。
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