擠壓模構(gòu)造對(duì)蜂窩體成形質(zhì)量影響的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、運(yùn)用粉末擠壓成形制備蜂窩體具有重要的工業(yè)和科研價(jià)值，針對(duì)蜂窩體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者有廣泛的研究。本文對(duì)高嶺土陶瓷蜂窩的制備和成形機(jī)理展開(kāi)研究，配置了適合擠壓成形的高嶺土喂料體系，運(yùn)用毛細(xì)管流變儀測(cè)試了喂料的流變性和粘度系數(shù)，結(jié)果顯示喂料屬于假塑性非牛頓流，由此確定了喂料的流體本構(gòu)模型。
　　 針對(duì)蜂窩結(jié)構(gòu)的直通孔特點(diǎn)，運(yùn)用CAD軟件初步設(shè)計(jì)了用于蜂窩體擠壓成形的模具及相關(guān)設(shè)備，整套擠壓裝置由擠壓桿、料筒、模具、模套底座、支撐桿

2、及底盤(pán)組成。其中擠壓模具為一體化結(jié)構(gòu)，由整塊材料加工而成，上部為均勻分布的進(jìn)料孔，下部為等距分布的成形柱。
　　 基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)知識(shí)，結(jié)合高嶺土陶瓷的喂料本構(gòu)，運(yùn)用三維流體有限元軟件POLYFLOW對(duì)喂料在模具內(nèi)的流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬。觀察喂料在模腔內(nèi)的流動(dòng)行為及特點(diǎn)，分析喂料在模腔內(nèi)的壓力場(chǎng)、速度場(chǎng)及流動(dòng)形狀，評(píng)估了擠壓模具構(gòu)造對(duì)蜂窩體成形質(zhì)量的影響，結(jié)合系列數(shù)值模擬結(jié)果，優(yōu)化確定了模具進(jìn)料孔的分布、成形柱的排列和模芯與模

3、套的結(jié)合等因素，設(shè)計(jì)出合適的擠壓裝置方案。
　　 依據(jù)最終模具設(shè)計(jì)方案，加工蜂窩擠壓模具等裝置，運(yùn)用擠壓成形裝置開(kāi)展擠壓成形實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)比系列擠壓成形實(shí)驗(yàn)得到的產(chǎn)品與數(shù)值模擬的結(jié)果，驗(yàn)證模具裝置設(shè)計(jì)的合理性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析了不同的喂料配比和擠壓速率對(duì)蜂窩結(jié)構(gòu)成形效果的影響，總結(jié)出適宜的配料比方案和擠壓速率。
　　 將擠壓成形實(shí)驗(yàn)得到的蜂窩坯體放置于真空干燥箱進(jìn)行干燥，通過(guò)觀察蜂窩坯體外形的變化得到適宜的干燥溫度和時(shí)間。最后