發(fā)布時間：2021-06-07 08:24

　　金屬粉末在沖擊加載的條件下,會出許多不同與傳統(tǒng)壓制的特殊現(xiàn)象,其成形機理也就變得大為不同,為研究金屬粉末在沖擊加載條件下的成形過程;顆粒體系的動態(tài)響應(yīng)過程以及金屬粉末的致密化機理。本文基于離散元原理嘗試利用PFC3D軟件對金屬粉末,沖擊加載的三維數(shù)值模型,最大程度上接近工程應(yīng)用的實際情況,分析在三維情況下顆粒的運動、擾動的傳播等情況,并對模型在單次加載過程中,顆粒體系中力鏈立體網(wǎng)絡(luò)的形成過程;三維力鏈網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部結(jié)構(gòu);以及單顆顆粒的受力情況進行研究分析。（1）根據(jù)顆粒物質(zhì)力學(xué)理論,對比了兩顆粒接觸的基礎(chǔ)接觸力理論（既Hertz接觸理論和Mindlin-Deresiewicz接觸理論）和顆粒離散單元法的軟球數(shù)值模擬模型的優(yōu)缺點和適用范圍,確定使用軟球模型進行數(shù)值模擬。該模型不僅可以計算粉末顆粒之間存在的切向力和法向力,并且還可以模擬出顆粒之間發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。（2）使用PFC3D軟件建立金屬粉末高速壓制的三維模型。在寬為10mm高5mm的圓柱形空間,建立直徑為0.15mm的13845個圓形顆粒,壓板以10 sm/的速度沿Z軸向下運動。模擬出的透射波波形符合金屬粉末沖擊加載條件下,透射波波形所具... 

【文章來源】：寧波大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

粉末冶金的部分主要產(chǎn)品Fig.1.1Somemainproductsofpowdermetallurgy

之一ǐ1-沖模；2-上模；3-粉末；4-底座；5-陰模圖1.2 高速壓制的基本結(jié)構(gòu)1-Hammer；2-Piston；3-Powder；4-Based；5-Former blockFig.1.2 Basic structure of HVC1.3.2 爆炸壓制技術(shù)爆炸壓制技術(shù)也稱沖擊波壓制技術(shù)[25-27]，是以爆炸物爆炸產(chǎn)生的能量以沖擊波的形式施加于粉末，使粉末處在高溫高壓環(huán)境下，瞬間完成成形的一種材料加工合成技術(shù)，如圖 1.3ǐ該技術(shù)始于 20 世紀 50 年代末，最初被用于生產(chǎn)航天和核能領(lǐng)域 具有高密度要求的粉末冶金零件ǐ爆炸成形具有瞬態(tài)高溫高壓及快速冷卻的特點ǐ該技術(shù)可用于生產(chǎn)很多傳統(tǒng)壓制技術(shù)無法生產(chǎn)的零件，如利用金屬陶瓷材料和低延展性的復(fù)合材料等壓制生產(chǎn)耐高溫的復(fù)合材料ǐ該技術(shù)的缺點也十分的明顯：由于是利用炸藥提供能量，因此具有一定的危險性ǐ另外該加工技術(shù)的操控性也較差，無法實現(xiàn)自動化，很難應(yīng)用到大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)當中

寧波大學(xué)碩士學(xué)位論文—5—圖1.3 爆炸成形的基本結(jié)構(gòu)Fig. 1.3 Basic structure of explosive forming1.3.3 電磁壓制技術(shù)電磁壓制成形技術(shù)是一種脈沖高速成形技術(shù)[28-31]，它依靠脈沖磁場來對高導(dǎo)電材料施加力從而實現(xiàn)管狀或平板加工ǐ按照沖擊加載方向的不同可將電磁壓制技術(shù)分為軸向和徑向兩種ǐ電磁軸向壓制原理[32]與徑向壓制原理相似，不同之處在于線圈纏繞方式為螺旋平板狀，通入脈沖電流后會產(chǎn)生徑向磁場，經(jīng)錐形放大器整合并放大后，將電磁力傳遞給粉末顆粒實現(xiàn)壓制，如圖 1.4ǐ圖 1.4 平板線圈電磁壓制示意圖[33]Fig.1

【參考文獻】：
期刊論文
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[4]三維離散元大尺度模擬中變粒徑方法的優(yōu)化及其應(yīng)用[J]. 鄧益兵,楊彥騁,史旦達,劉文白.  巖土工程學(xué)報. 2017(01)
[5]基于三維離散元堆積碎石土細-宏觀力學(xué)參數(shù)相關(guān)性研究[J]. 馬石城,胡軍霞,馬一躍,董輝.  計算力學(xué)學(xué)報. 2016(01)
[6]基于Johnson-Cook模型對金屬粉末高速壓制溫升影響因素的研究[J]. 馬斌斌,劉軍,胡仙平.  熱加工工藝. 2016(01)
[7]基于DEM的金屬顆粒間接觸力的影響因素[J]. 胡仙平,劉軍,馬斌斌.  機械設(shè)計與研究. 2015(05)
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[9]基于不規(guī)則顆粒離散元的土石混合體大三軸數(shù)值模擬[J]. 金磊,曾亞武,李歡,李晶晶.  巖土工程學(xué)報. 2015(05)
[10]碎石土地基動力夯實的顆粒流離散元數(shù)值分析[J]. 馬宗源,徐清清,黨發(fā)寧.  工程力學(xué). 2013(S1)



本文編號：3216234