粉末高速压制成形过程中的应力波分析.pdfVIP

物理学报摇 粤糟贼葬孕澡赠泽援杂蚤灶援摇 灾燥造援远园袁晕燥援员圆 渊圆园员员冤摇 员圆愿员园员 粉末高速压制成形过程中的应力波分析鄢 覮 王摇 爽摇 郑洲顺 摇 周摇 文 渊中南大学数学科学与计算技术学院袁长沙摇 源员园园愿猿冤 渊圆园员员年员月员源 日收到曰圆园员员年愿月员园 日收到修改稿冤 摇 摇 应用离散单元法袁模拟了粉末高速压制成形过程中的压力传播过程援根据粉末高速压制成形的工艺特性袁把一 次压制过程分为弹性加载尧塑性变形尧弹性卸载三个阶段曰基于离散单元法的基本理论袁分别建立了三个阶段的控 制方程曰应用孕云悦圆阅软件对粉末高速压制过程模腔内部颗粒的运动状态进行了数值模拟袁给出了压坯内部的压力 分布袁得出了实验中无法测量的压坯内部应力传播波形援数值模拟结果显示袁压力作用曲线表现出明显的弛豫现 象袁形成了倾斜度不同的锯齿状加载波形和卸载波形袁压坯底层的应力波与实验得到的应力波相符援 关键词院高速压制成形袁离散单元法袁接触模型袁应力波 孕粤悦杂院愿员援圆园援耘增袁愿猿援缘园援原增 要意义援本文应用离散单元法渊阅耘酝冤通过建立单个 员郾 引 言 颗粒与相邻粉末颗粒之间的运动响应模型袁在每个 时步上求解颗粒在不平衡力作用下的位移袁在下一 粉末高速压制成形 渊匀灾悦冤技术是瑞典的 时步更新其接触关系袁最终得到粉体内部不同高度 匀燥葬早葬灶葬泽公司在圆园园员 年美国金属粉末联合会上推 层的受力情况以及实验中无法测得的作用力传播 出的一项新技术咱员暂援该技术采用动态单向压制袁通 波形援阅耘酝已被广泛用于模拟粉末的堆积尧流动和 过液压机驱动重锤以圆要猿园皂辕泽 的速度高速锤击粉 压制过程咱缘要苑暂 袁对于持续时间为圆园皂泽 的高速压制 末袁重锤产生的高频冲击波通过上模冲传递到粉末 过程袁阅耘酝可以通过调整刚度系数得到一般模拟方 上袁使粉末在圆园皂泽 之内快速成形援匀灾悦得到的成 法难以达到的小计算时步援 形坯密度高尧密度分布均匀袁国内外学者对其高致 密化机理进行了研究援粤扎澡凿葬则等咱圆暂对径向单轴压实 圆郾 金属粉末压制的离散单元模型 过程进行了研究袁发现高速压制会产生有别于常规 压制的高频应力波曰果世驹等咱猿暂对高速压制致密化 假设粉末是刚性圆盘颗粒袁每个颗粒作为一个 机理进行了研究袁发现匀灾悦过程中在颗粒表面形成 计算单元援 同时假定所计算单元仅有位置的改变袁 高温剪切带袁使局部温度迅速升高袁颗粒容易发生 没有自身沿平面的转动袁即不考虑角速度及力矩的 塑性变形曰易明军等咱源暂用不同的冲击速度对相同装 作用援基于粉末发生塑性变形的特点袁将单个颗粒 粉高度的粉体进行了压制试验袁发现压制速度及应 的变形过程分为弹性加载尧塑性变形和弹性卸载三 力波决定了压坯的致密化程度袁应力波在粉末中传 个阶段袁分别建立控制方程援尽可能小地选取计算 播袁通过上下模冲的反射作用对粉末反复作用援 时步袁使扰动在单个时间步内不能超过最小计算单 由于实验中仅能通过连接下模冲的高频传感 元的直径援 器接收到底层应力波信号袁无法测得压坯内部的应 有哪些信誉好的足球投注网站与目标单元蚤相邻的接触单元躁 袁假设有晕 力波传播情况袁所以模拟粉体内部的作用力传播波 个单元与其接触袁接触点受力为云 援 将云 分解到曾