三维椭球颗粒不同初始堆积结构成形致密化的数值模拟

发布时间：2022-01-23 09:40

　　通过对传统有限元模型进行网格离散化可以系统研究非球形粒子从初始堆积到在外力作用下的成形致密化行为,各个环节彼此关联,可以减少模拟中的假设,使模拟结果更加真实、准确。本论文采用多粒子有限元（MPFEM）数值模拟对不同初始堆积结构的椭球体粒子模压成形致密化进行探究,其中椭球体初始有序堆积结构（E-BCC、E-FCC、DE-FCC）通过几何方法由Solidworks软件生成,椭球体初始无序堆积结构通过组合球的方法由DEM软件生成,将各种模型参数经修正后导入到商用有限元软件Marc中进行模拟计算,然后对椭球粒子的各种初始堆积结构成形过程及所获得的致密压坯性能进行分析与讨论。椭球颗粒区别于球形粒子的成形致密化行为在于其球形度与取向等都是成形过程的重要影响因素。即使是同一种形状的椭球粒子,初始堆积结构的不同也导致了成形压坯性能的差异,其中,无序结构区别于有序结构,有序结构又因为颗粒排列方式的差异而有所不同,进而导致了粒子在外部压力作用下的接触变形行为及致密化机理的不同。无论对于哪种初始堆积结构,外部能量的传递都依靠颗粒间的接触来完成,其中力的传递最具代表意义。本课题通过对接触面内节点力（米塞斯应力... 

【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１粉末冶金制品??Ｆｉｇ．?１．１?Ｐｏｗｄｅｒ?ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ?ｐｒｏｄｕｃｔｓ??

Ｓｔｒａｃｋ［２３］共同开发出用于研究颗粒介质的二维圆形单元计算方程ＢＡＬＬ，证明了离??散元法是研究散体颗粒本构关系的有效工具。??Ｌｉａｎ和Ｓｈｉｍａ［２４］等人利用这一思想模拟了粉末填充过程，其研宄结果如图１．２??－６－??

孔洞的孔隙材料［１（）］。Ｓｅｇｕｍｄ〇［３５］等人将钼粉视为连续体中分布的一定孔隙，并用??有限元方法模拟了含球形孔洞的立方单胞包单向压制过程，结果显示，材料中孔??隙的大小显著影响了压坯的整体密度和压制过程中的应变行为。模型如图１．３所示。??图１．３Ｓｅｇｕｒａｄｏ等人的孔洞模型??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｈｅ?ｈｏｌｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?Ｓｅｇｕｒａｄｏ?ｅｔ?ａｌ??１．４成形仿真的发展趋势及课题选取??基于连续体力学模型的有限元法（ＦＥＭ）在工业生产中对提高零件密度、缩短生??产周期、提高粉末压坯强度及后续烧结等力学性能具有重要的意义，但是因其忽??略了颗粒的细观力学行为而无法进一步改进宏观力学模型和深入探讨致密化机理。??另一方面，离散单元法（ＤＥＭ）作为研究颗粒材料的主要手段，虽然在模拟中可直接??－８－??

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]金属粉末高致密化成形及其数值模拟研究[D]. 王德广.合肥工业大学 2010

硕士论文
[1]热等静压近净成形的模拟研究及实验验证[D]. 侯志强.华中科技大学 2011
[2]粉末压制成形的研究[D]. 汪明波.吉林大学 2007



本文编号：3604089