摘要：陶瓷练泥机是陶瓷塑性成形的关键设备，对挤出致密度高、可塑性强、组分均匀的泥料具有重要意义。由于泥料在陶瓷练泥机中会与机器内部接触面间产生黏附阻力，导致挤出的泥料出现速度分布不均匀、分层、开裂等缺陷，严重影响泥料表面质量与成形性能。针对以上问题，借鉴蜣螂体表具有的减黏脱附的功能结构，本文分析练泥机机头中泥料的运动状态，研究了陶瓷练泥机机头非光滑凹坑结构的仿生设计方法，利用表面改形方法在练泥机挤出机头内壁面设置凹坑形仿生结构，打乱泥料原本分层秩序的效果，使水膜状态变化，建立机头的蜣螂仿生凹坑结构表面模型，通过COMSOL多物理场数值计算与正交试验设计对其结构优化，最后通过试验验证提出方法的有效性。结果表明：影响仿生机头综合性能的几何因素由主到次依序为：非光滑体排列方式、相邻非光滑体间距、非光滑体截面半径；在机头内壁表面均匀设置平行排列的半径r为1.5mm、相邻中心距b为4.5mm的凹坑结构，其泥料挤出减阻率λf达到21.83%，相对角速度方差下降率λs2为3.44%，泥料挤出效率提高11.95%，表面光滑、无明显表面和内部质量缺陷，从而证明了仿生非光滑凹坑结构在保证泥料具备一定挤出效率的同时，可实现减黏降阻，提出方法对练泥机泥料的高质、高效挤出具有重要理论意义与工程价值。
文章目录
1 陶瓷练泥机仿生减阻机理
1.1 陶瓷练泥机结构及泥料挤出过程分析
1.2 凹坑形体表减黏降阻原理
2 仿真模拟
2.1 基于蜣螂凹坑表面模型的建立
2.2 泥料运动仿真过程
2.3 仿真结果与分析
3 试验验证
3.1 试验装置
3.2 正交试验设计
3.3 试验结果与分析
4 结论