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、汽車等工業(yè)技術(shù)水平的進(jìn)步,對粉末冶金零件的性能要求也越來越高。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)點而成為近幾年來研究的重點。依靠傳統(tǒng)的實驗法來對高速壓制過程進(jìn)行研究顯得耗時、費力且效果不是很好。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粉末壓制進(jìn)行模擬時,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)品的實際生產(chǎn)需要,提出了本課題的主要研究內(nèi)容。介紹了彈塑性有限元法在粉末高速壓制成形過程中的運用和幾個比較經(jīng)典的壓制方程。利用研制的摩擦系數(shù)測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)量以及界面摩擦對壓制過程中粉末顆粒的密度、變形、彈性后效和運動規(guī)律的影響;分析了壓制過程中典型顆粒的運動情況、受力狀態(tài)以及變形特點,建立了單個顆粒行為與粉末集合體宏觀行為的聯(lián)系;并對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)行了對比分析,得到在相同的平均壓制力下采用粉末高速壓制可