高速壓制成形中金屬粉末本構(gòu)方程的研究.pdf

1、高速壓制成形（HVC）技術(shù)以高效率、高性能、低成本等優(yōu)點(diǎn)成為近年來壓制成形研究的熱點(diǎn)。為了研究金屬粉末的變形特征，得到一個封閉數(shù)學(xué)方程組，本構(gòu)方程是必不可少的。本文在綜述高速壓制成形研究現(xiàn)狀、特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了經(jīng)典的壓制方程、損傷力學(xué)等相關(guān)理論。 首先根據(jù)高速壓制的壓制機(jī)理，將壓制過程分成硬化和軟化兩個階段。由于金屬粉末在硬化階段壓制力和密度呈線性關(guān)系，所以用heckel模型進(jìn)行模擬，利用黃培云應(yīng)變雙對數(shù)計(jì)算公式，推導(dǎo)出硬

2、化階段的本構(gòu)方程。第二階段考慮到高溫引起軟化效應(yīng)，同時應(yīng)力一應(yīng)變表現(xiàn)為非線性，對ZWT模型進(jìn)行修正，去掉低應(yīng)變率項(xiàng)，加入粘塑性項(xiàng)，得到此軟化階段的本構(gòu)方程。數(shù)值模擬表明對硬化和軟化兩階段分別建立本構(gòu)方程是合理的，與試驗(yàn)的結(jié)果基本一致。 其次，利用損傷力學(xué)原理分析高速壓制過程的損傷現(xiàn)象，將金屬粉末看成柔度矩陣與彈性模量有關(guān)的E材料和柔度矩陣與剪切模量有關(guān)的G材料的復(fù)合體，在熱力學(xué)第二定律的基礎(chǔ)上，得到了金屬粉末各向異性彈性損傷本構(gòu)