熱擠壓模具用工程陶瓷材料的研制及力學(xué)性能仿真.pdf

1、該文基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Artificial Neural Network)BP算法利用Delphi程序語(yǔ)言開(kāi)發(fā)出具有雙向預(yù)測(cè)功能的陶瓷材料仿真系統(tǒng),該系統(tǒng)可以較精確的映射材料組分和力學(xué)性能之間的復(fù)雜關(guān)系,最大單項(xiàng)預(yù)測(cè)誤差為4.8﹪.仿真系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)為減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)、充分掌握和了解材料性能、有目的地合理開(kāi)發(fā)新材料提供了可靠的依據(jù).研制成功Al<,2>O<,3>/Cr<,3>C<,2>/(W,Ti)C系列復(fù)合陶瓷,力學(xué)性能比氧化鋁陶瓷均有大幅度

2、提高,其中斷裂韌性最高達(dá)9.44MPa.m<'1/2>,基本上能滿足熱擠壓模具的韌性要求.熱壓工藝條件為燒結(jié)溫度l700℃,保溫時(shí)間為30min,燒結(jié)壓力28MPa.通過(guò)對(duì)熱擠壓模具幾種失效形式的分析得出課題所研究模具的失效形式為冷熱疲勞-機(jī)械疲勞所造成的疲勞斷裂;對(duì)熱擠壓力進(jìn)行了建模計(jì)算,得出所研究工件工作時(shí)的熱擠壓力為74.8kN,為陶瓷模具有限元分析提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù).對(duì)陶瓷材料的脆性斷裂機(jī)理進(jìn)行了深入分析,為預(yù)防陶瓷零件失效或不發(fā)生

3、失效建立了各種應(yīng)力條件下的壽命預(yù)測(cè)方程,并對(duì)陶瓷零件的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了幾點(diǎn)總結(jié).對(duì)Al<,2>O<,3>/Cr<,3>C<,2>/(W,Ti)C系列復(fù)合陶瓷的增韌機(jī)制進(jìn)行了探討,結(jié)果表明,在氧化鋁基體中通過(guò)加入碳化鉻和碳化鎢鈦顆粒增強(qiáng)相后,復(fù)合陶瓷燒結(jié)體的基體晶粒長(zhǎng)大受到一定程度的抑制,晶界得到顯著加強(qiáng),斷裂模式則由原來(lái)單相純氧化鋁陶瓷的沿晶斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)合陶瓷的穿晶斷裂或沿晶和穿晶混合型斷裂;由應(yīng)力分析得出,在Al<,2>O<,3>/Cr