鐵基粉末高速壓制的數(shù)值模擬分析.pdf

1、粉末冶金技術(shù)是一項(xiàng)節(jié)能節(jié)材、環(huán)保、效率高、成本低的先進(jìn)零部件制造技術(shù)。隨著航空航天、船舶、汽車(chē)等工業(yè)技術(shù)水平的進(jìn)步,對(duì)粉末冶金零件的性能要求也越來(lái)越高。高速壓制成形技術(shù)具有致密性高、成本低、密度分布均勻、且有較低的脫模壓力和彈性后效等諸多優(yōu)點(diǎn)而成為近幾年來(lái)研究的重點(diǎn)。依靠傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)法來(lái)對(duì)高速壓制過(guò)程進(jìn)行研究顯得耗時(shí)、費(fèi)力且效果不是很好。而利用基于連續(xù)體的有限元法和基于離散體的離散元法對(duì)粉末壓制進(jìn)行模擬時(shí),因其忽略了粉末的顆粒性和變形性而

2、導(dǎo)致求解精度較低。
　　本文采用基于離散體的有限元法對(duì)粉末高速壓制進(jìn)行數(shù)值模擬分析,試圖從微觀的角度去探究壓制過(guò)程中顆粒的變形規(guī)律和壓坯致密化機(jī)理。
　　本文首先介紹了粉末高速壓制技術(shù)的發(fā)展歷程以及國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究現(xiàn)狀,并結(jié)合粉末冶金產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)需要,提出了本課題的主要研究?jī)?nèi)容。介紹了彈塑性有限元法在粉末高速壓制成形過(guò)程中的運(yùn)用和幾個(gè)比較經(jīng)典的壓制方程。利用研制的摩擦系數(shù)測(cè)量裝置得到了不同配方材料的摩擦系數(shù)變化情況以及不同

3、壓力下摩擦系數(shù)的變化曲線,為下一步的數(shù)值分析提供了準(zhǔn)確的模擬參數(shù)。
　　根據(jù)粉末壓制特性建立二維顆粒模型,利用有限元Marc軟件探討了壓制速度、重錘質(zhì)量以及界面摩擦對(duì)壓制過(guò)程中粉末顆粒的密度、變形、彈性后效和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的影響;分析了壓制過(guò)程中典型顆粒的運(yùn)動(dòng)情況、受力狀態(tài)以及變形特點(diǎn),建立了單個(gè)顆粒行為與粉末集合體宏觀行為的聯(lián)系;并對(duì)粉末高速壓制和傳統(tǒng)靜態(tài)壓制條件下粉末成形特性進(jìn)行了對(duì)比分析,得到在相同的平均壓制力下采用粉末高速壓制可