界面摩擦對鐵粉壓制成形影響的細觀模擬研究.pdf

1、本文針對鐵粉壓制成形這一粉末冶金生產(chǎn)中的重要工序，基于MSC. Marc有限元軟件，采用有限元仿真分析技術，對鐵粉壓制成形過程進行細觀模擬分析，討論了影響壓制成形的幾個關鍵因素，著重研究了界面摩擦對制品性能的影響。 論文首先在系統(tǒng)分析粉末壓制成形細觀模擬研究現(xiàn)狀的基礎上，探討了細觀模擬粉末壓制成形的力學模型及模擬分析中的相關有限元理論，分析了粉末壓制成形細觀模擬的難點，通過對幾種有限元分析軟件使用性能的綜合對比，優(yōu)選出適合本文模

2、擬研究的分析軟件。 通過對圓盤和球形顆粒的建模處理，建立了完整的細觀模擬計算流程，解決了計算過程中出現(xiàn)的邊界條件、材料特性、收斂容差等問題，成功地實現(xiàn)了MSC. Marc有限元軟件對離散顆粒進行的細觀壓制模擬，并取得了良好效果。 為獲取可靠的模壁摩擦邊界條件，研究中設計研制了專用的摩擦系數(shù)測試裝置，對粉末壓制中不同壓制力下鐵粉與模壁界面的摩擦系數(shù)進行了試驗測定，獲取的壓力-摩擦系數(shù)曲線以及壓力-密度關系曲線，為后續(xù)細觀模

3、擬提供了可靠的數(shù)據(jù)。 通過對二維、三維顆粒模型的計算分析，討論了界面摩擦、壓制力、壓制方式、壓制速度等對于制品性能的影響。結(jié)果表明，隨著壓制速度的提高，粉末加工硬化逐漸明顯，導致密度分布梯度增大；而摩擦狀況的改善有利于緩和加工硬化帶來的不利影響，改善制品密度分布，界面摩擦是影響壓坯密度大小及分布的重要因素。提高單位壓制力，壓坯密度相應增加，但密度達到一定數(shù)值后，逐漸趨于穩(wěn)定，因此基于模具壽命和節(jié)能降耗的考慮，實際生產(chǎn)中要合理選用