基于EDEM的粉末冶金装粉过程研究

发布时间：2022-01-05 12:22

　　过去十年的研究表明装粉过程对粉末冶金制品的最终质量有影响,装粉的目的是将粉末以合理的方式均匀分布在模具型腔中。而这种分布特性是和粉末物理特性、零件形状、送粉靴的运动以及粉末与模具间的相互作用有关。因此,深入研究这些影响因素以便实现获得接近均匀密度的粉末冶金制品。离散元方法的数值模拟可以对粉末冶金装粉过程中颗粒群进行颗粒跟踪和空间分析,得到任意时刻粉末颗粒的速度分布、质量分布和受力情况等信息,为粉末冶金零件结构参数优化及装粉工艺参数优化提供参考数据,为制备高性能粉末冶金零件提供理论和技术指导,对后续粉末压制零件质量提升具有重要意义。利用EDEM软件进行粉末冶金装粉过程的模拟仿真,在EDEM中建立这个装粉过程的缩尺模型,通过模拟得到了不同时刻粉末流型图;然后通过实验研究相同条件下铁粉的装粉过程,高速相机获得此种特性铁粉不同时刻粉末的流型图,实验结果与模拟结果吻合较好并分析了差异产生的原因。最后针对粉末颗粒不同的泊松比、恢复系数、静摩擦系数、动摩擦系数设计了正交实验,得到了最优参数水平,较小的摩擦系数有力于粉末整体的流动。在装粉过程的研究中分别对送粉靴静止、送粉靴运动以及不同密度的粉末颗粒的... 

【文章来源】：广州大学广东省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

装粉模组

铁粉颗粒直径设置为 0.5mm，其颗粒的特性参数模型如下图2-4 所示：图 2-4 颗粒参数Figure 2-4 Particle parameters3、设置颗粒的生成环境，通过在前处理器的几何体模块中设置颗粒所处的环境，其中包括模具、送粉靴的材料属性、位置及运动方式，粉末流动填充的三维模型是通过在 geometry 中利用建模工具建立，送粉靴尺寸设计为 150mm×100mm×20mm.，模具尺寸设计为 50mm×50mm×15mm。粉末沉降时间可以根据缩尺模型的理论进行换算，由2 1 1t t = 1 n = c 可以得到 EDEM 中所需时间是实际模型的 0.5 倍。在几何体模块中选择随机生成的方法来产生颗粒，其属性定义为实体，仿真开始的一段时间内颗粒会以随机方式出现并充满送粉靴直至没有空隙产生新的颗粒，然后自由沉降直至其满足确定的孔隙率。几何体模型设计如下图 2-5 所示。

图 2-5 装粉模型Figure 2-5 Die filling Model、设置颗粒工厂参数，在颗粒工厂模块中可以对颗粒的生产方式、粒数量、生成速度等参数进行设置。颗粒工厂类型设置为静态“自动生成并充满送粉靴，经过计算后设置总的颗粒数量为 160000产生位置为随机，粒径大小服从正态分布，正态分布的期望为半径是粒径的 0.05 倍，参数设置如下图 2-6 所示。

【参考文献】：
期刊论文
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[2]离散元法在磨机设计中的应用[J]. 赵魏,邹声勇,姬建钢,孙伟力,王成伟.  矿山机械. 2013(02)
[3]粉末高速压制成形密度分布的数值模拟及影响因素分析[J]. 郑洲顺,徐丹,雷湘媛,应仁仁,周文,张梦轩.  材料工程. 2012(07)
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[5]粉末流动温压过程中粉末堆积数值模拟与优化[J]. 高红云,邵明,屈盛官,夏伟.  制造技术与机床. 2010(03)
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[7]用颗粒离散元法模拟筛分过程[J]. 焦红光,赵跃民.  中国矿业大学学报. 2007(02)
[8]注重流动性、充填性的粉末冶金用预混合铁粉的开发[J]. 関義和,韩凤麟.  粉末冶金技术. 2006(05)
[9]粉末冶金结构零件材料的密度均匀化设计[J]. 申小平,张裕华,杨德统.  粉末冶金技术. 2006(02)
[10]装粉方式对钛粉压制成形影响的数值模拟[J]. 欧阳鸿武,何世文,韦嘉,刘咏.  中国有色金属学报. 2004(08)

博士论文
[1]风筛式清选装置设计理论与方法研究[D]. 李骅.南京农业大学 2012

硕士论文
[1]基于离散元法的铁粉模压成形数值仿真研究[D]. 王文涛.中北大学 2014



本文编号：3570339