金屬粉末注射成形計算機(jī)模擬.pdf

1、本文用有限元軟件ANSYS中的CFX模塊對金屬粉末注射成形(Metal Injection Molding,MIM)充模過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,針對MIM充模過程模擬中亟待解決的一些問題進(jìn)行了一系列的基礎(chǔ)理論研究和數(shù)值模擬分析。
　　 在詳細(xì)分析MIM喂料充模機(jī)理的基礎(chǔ)上,假定喂料熔體為混合均勻、不可壓縮的非牛頓流體,充模流動為層流。結(jié)合流體動力學(xué)和熱力學(xué)理論,假設(shè)同體粉末顆粒用Euler法描述為擬流體,認(rèn)為粉末顆粒與粘結(jié)劑是共同存

2、在且相互滲透的連續(xù)流體,從Boltzmann方程出發(fā)詳細(xì)推導(dǎo)了充模過程的質(zhì)量、動量和能量守恒方程,建立了MIM粉末——粘結(jié)劑兩相流模型。針對金屬粉末注射成形喂料熔體的流變特性選擇綜合流變本構(gòu)方程進(jìn)行描述,并通過粘度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合修正。給出了MIM充模流動邊界條件和傳熱邊值條件的數(shù)學(xué)描述,采用VOF法對喂料熔體前沿流動進(jìn)行跟蹤分析。
　　 基于大型有限元分析軟件ANSYS的CFX模塊,給出了MIM充模過程的數(shù)學(xué)模型的算法和流程

3、圖,對MIM喂料的粘度模型進(jìn)行了二次開發(fā),并用CEL語言對其進(jìn)行編譯和系統(tǒng)集成,首次成功地將兩相流模型通過ANSYS CFX應(yīng)用于MIM充模過程的模擬。以試樣件Ⅰ為例,模擬了MIM喂料在該試樣件模腔內(nèi)的流動情況,通過ANSYS CFX提供的后處理,討論了澆口位置、注射溫度、注射速度、注射壓力等工藝參數(shù)對熔體充模過程的影響,并預(yù)測了MIM充模過程中部分常見缺陷產(chǎn)生的條件。通過對工藝參數(shù)優(yōu)化的模擬結(jié)果分析,與實(shí)際注射生產(chǎn)的注射坯的性能一致,