生物质致密环模成型机的关键部件是环模,环模的周边密布模孔,成型使模孔易变形失效,需要经常更换模具,这样增加了致密成型的生产成本。致密成型的主要过程是在模具中完成的,环模的主要结构是由众多模孔构成,模孔的结构参数直接制约着物料的流动、环模的使用寿命、成型机的产量和成型燃料的质量等。但目前的研究处于能耗高,模具寿命短,不适应低能耗,高效率,高质量的生产需求,成为制约其产业化进程的瓶颈,因此,以降低功耗,提高模具使用寿命为目的进行研究,对环模模孔的力学及参数优化进行研究,具有重要的理论意义和实际的经济效益。本文以黑龙江省重点项目“生物质成型燃料制造关键技术”为依托,以节能减排、降低生产成本为出发点,基于流变学及弹塑性力学等理论,运用非线性有限元法,利用ANSYS有限元软件对成型过程进行受力分析及数值模拟,通过对模孔力学分析进行分析和验证,得出模孔的主要失效形式为疲劳失效,定量分析计算模孔的疲劳寿命,探索模孔应力及形变规律,确定影响模孔失效的关键参数。论文主要有以下几部分完成：(1)对生物质成型机的关键部件—环模模孔,进行不同位置的受力分析。用数学方法结合实验,把生物质致密成型过程抽象成非线性问题,应用非线性有限元理论对模孔变形、应力进行实验和理论分析,检测致密成型过程的各种参数,寻求成型压力对成型过程的影响规律。分析模孔在压力载荷的作用下产生的变形,模拟模孔在成型过程中复杂应力状态下的应力分布情况,并结合有限元模拟情况分析影响模孔疲劳寿命的因素,建立模孔的有限元模型。(2)通过自主设计的生物质致密成型机,对生物质原料进行成型实验。通过实验,将模孔内不同位置所受的应力和模孔的结构作为研究对象,检测生物质固体成型过程的模孔不同位置的受力(力传感器的检测)情况,通过理论推导,计算出模孔内各测试点的压强,利用MATLAB拟合出不同结构参数模孔的挤出力函数,进而计算出电机的理论功率值,为设计优化的环模成型机提供基础,使理论指导实践。测量不同热处理材料的磨损质量损失。分析模孔的长径比,直径,物料的含水率,确定模孔内不同位置的受力情况与模孔磨损的关系,找到影响其磨损量的实验工况,确定模具失效的实验参数,为定量地分析模孔的失效形式提供数据基础。(3)分析影响模孔寿命的结构因素,利用Weibull公式建立模孔疲劳失效的S-N曲线,运用雨流计数法和ANSYS软件对模孔在不同工况下的结构参数进行数值分析和计算,得出模孔在不同结构参数下的疲劳寿命数据。将模孔疲劳寿命定量化,为生物质致密成型理论的发展提供方法和理论依据,为生物质成型燃料的商业化推广奠定理论基础。本文以自主设计的成型机进行实验,对环模模孔的力学及参数优化进行研究,确定成型压力对成型过程的影响规律,确定最佳的模具成型参数,建立模孔的力学与结构参数关系,并提出模孔的改进设计,力求获得较理想的环模模具。