【摘要】：本文采用離散元法(Discrete Element Method,DEM),通過顆粒流離散元可視化編程軟件PFC5.0,對粒徑呈正態(tài)分布的球體顆粒堆積模型進(jìn)行數(shù)值模擬,分析球體剛度、堆積深度、容器尺寸等顆粒堆積致密度的影響因素,得出不同模型狀態(tài)下的堆積動(dòng)態(tài)特征和最佳參數(shù),將所得粒徑呈正態(tài)分布的球體顆粒通過三維振動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn),得出不同振動(dòng)條件下的致密度分布規(guī)律。旨在實(shí)現(xiàn)粒徑呈正態(tài)分布的金屬粉末顆粒的高密度堆積,提高金屬3D打印成型件的性能。首先,利用球體堆積理論,結(jié)合實(shí)際使用的金屬粉末顆粒建立球體顆粒堆積模型;其次,通過顆粒流離散元可視化編程軟件,對粒徑呈正態(tài)分布的球體顆粒的堆積致密度進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,精確的表征顆粒堆積過程中的受力、運(yùn)動(dòng)、排列等,通過改變數(shù)值模擬的實(shí)驗(yàn)參數(shù),對顆粒堆積的影響因素進(jìn)行對比分析;最后,通過對數(shù)值模擬所得金屬粉末顆粒進(jìn)行振動(dòng)實(shí)驗(yàn),得出不同振動(dòng)參數(shù)下的致密度優(yōu)化值,對數(shù)值模擬的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,可得:(1)對均值為0.3mm且方差可變的顆粒體的孔隙率變化曲線進(jìn)行分析,隨著方差的增大,孔隙率呈先減小后增大的變化趨勢,與致密度變化趨勢相反,當(dāng)球體顆粒模型為μ=0.3mm,σ=0.2時(shí),堆積密度達(dá)到最大值為0.795;(2)對于等徑球體,當(dāng)堆積深度一定時(shí),堆積密度隨球體剛度的增加降低,當(dāng)K≥5e9N/m后趨于穩(wěn)定,當(dāng)剛度值K≥9e10N/m時(shí),球體堆積密度保持0.63不再變化;當(dāng)堆積深度不同時(shí),隨著球體顆粒剛度的增加,不同堆積深度的孔隙率差值逐漸縮小并趨近于0;(3)對于粒徑呈正態(tài)分布的球體顆粒,堆積容器內(nèi)的顆粒堆積孔隙率大致呈先增加后穩(wěn)定的趨勢,當(dāng)剛度值K≥5e9N/m時(shí)增長趨勢較快,顆粒堆積致密度趨于0.346,當(dāng)剛度值K≥1e10N/m時(shí)基本保持穩(wěn)定,最終趨近于穩(wěn)定值0.345;(4)對顆粒堆積體施加振動(dòng)條件時(shí),振動(dòng)頻率與振幅之間存在最佳匹配參數(shù),并且對于致密堆積的顆粒體而言,如果振動(dòng)頻率越大,相應(yīng)匹配的振幅參數(shù)越小。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.73;TB383.3
【圖文】：

圖 1-1 SLM 工作原理圖1-1、1-2 為兩種金屬粉末，用飛納臺(tái)式掃描電鏡對比兩種粉末的屬粉末 A 要優(yōu)于金屬粉末 B。金屬粉末 A 基本上為飽滿的球狀接在一塊的。而金屬粉末 B 各種形狀都有，球狀、桿狀以及不些粉末顆粒粘在一起，形成所謂的 衛(wèi)星粉 。

9圖 1-2 金屬粉末 A 圖 1-3 金屬粉末 B一般來說，金屬粉末的粒度越小，越有利于燒結(jié)的順利進(jìn)行，因?yàn)榱６仍叫。缺砻娣e越大，燒結(jié)的驅(qū)動(dòng)力也就越大。此外，細(xì)小的粉末顆粒之間的空隙小，相鄰鋪粉層之間連接緊密，有利于提高燒結(jié)致密化和燒結(jié)強(qiáng)度。小顆粒的金屬粉末還可以填充到大顆粒的空隙中，能夠提高粉末的堆積密度，從而有利于提高打

9圖 1-2 金屬粉末 A 圖 1-3 金屬粉末 B一般來說，金屬粉末的粒度越小，越有利于燒結(jié)的順利進(jìn)行，因?yàn)榱６仍叫�，比表面積越大，燒結(jié)的驅(qū)動(dòng)力也就越大。此外，細(xì)小的粉末顆粒之間的空隙小，相鄰鋪粉層之間連接緊密，有利于提高燒結(jié)致密化和燒結(jié)強(qiáng)度。小顆粒的金屬粉末還可以填充到大顆粒的空隙中，能夠提高粉末的堆積密度，從而有利于提高打

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 陽倫莊;鄔建輝;;鉻的資源、用途與提取技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J];鐵合金;2010年06期

2 劉文勝;彭芬;馬運(yùn)柱;崔鵬;唐芳;;氣霧化法制備金屬粉末的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2009年03期

3 梁榮;黨新安;趙小娟;劉星輝;;微細(xì)金屬粉末霧化噴嘴的設(shè)計(jì)進(jìn)展[J];有色金屬;2008年01期

4 劉文勝;馬運(yùn)柱;黃伯云;汪登龍;;粉末冶金新技術(shù)與新裝備[J];礦冶工程;2007年05期

5 梁榮;黨新安;趙小娟;;超聲波霧化噴嘴的設(shè)計(jì)[J];上海有色金屬;2006年04期

6 呂洪,陳振華,陳剛;液體金屬和合金的固-氣兩相流霧化的研究[J];中國粉體技術(shù);2004年04期

本文編號：2804452