發(fā)布時(shí)間：2023-04-25 04:51

　　聚晶金剛石復(fù)合片(Polycrystalline Diamond Compact,簡稱PDC)是由金剛石微粉與硬質(zhì)合金基體在高溫高壓(1350¹500℃、5.5¹0GPa)條件下燒結(jié)而成的一種超硬復(fù)合材料�；谄涑叩挠捕�、耐磨性與良好的抗沖擊韌性、可焊接性等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于石油鉆探、礦石開采以及難加工材料的切削加工等多個(gè)領(lǐng)域,這也意味著對PDC復(fù)合片的性能和質(zhì)量提出了更高的要求。本文著眼于金剛石層的燒結(jié)應(yīng)力對PDC復(fù)合片的性能和質(zhì)量的影響,基于修正的Drucker-Prager/Cap材料模型,建立了適用于本文加壓燒結(jié)的材料模型,模擬了金剛石粉末的燒結(jié)過程。運(yùn)用有限元軟件Abaqus對金剛石粉末進(jìn)行仿真,分析了金剛石層不同層面上三向應(yīng)力的大小和分布規(guī)律,為下文工藝參數(shù)對金剛石層應(yīng)力分布的影響提供了理論基礎(chǔ)和依據(jù)�；诓牧夏Ｐ椭薪⒌暮兔芏认嚓P(guān)的變量參數(shù),對金剛石層的密度場進(jìn)行了分析和研究,并與文獻(xiàn)中實(shí)驗(yàn)所得的結(jié)果進(jìn)行對比,初步得到金剛石層的密度分布規(guī)律。分析了頂錘下壓速度V和高徑比H/D對金剛石層應(yīng)力和密度分布的影響,得到了不同參數(shù)下,應(yīng)...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的來源及研究背景
    1.2 聚晶金剛石的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 聚晶金剛石材料的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 聚晶金剛石實(shí)驗(yàn)與仿真的研究現(xiàn)狀
    1.3 燒結(jié)理論和工藝研究
        1.3.1 燒結(jié)應(yīng)力的發(fā)展
        1.3.2 燒結(jié)工藝的發(fā)展
    1.4 論文的研究內(nèi)容
第2章 聚晶金剛石燒結(jié)分析與材料模型選用
    2.1 聚晶金剛石燒結(jié)成形的兩面頂設(shè)備
    2.2 聚晶金剛石燒結(jié)成形的工藝分析
        2.2.1 燒結(jié)聚晶機(jī)理
        2.2.2 燒結(jié)成形的工藝流程
        2.2.3 燒結(jié)過程中的受力分析
        2.2.4 燒結(jié)的致密度分析
    2.3 粉末堆積的孔隙率計(jì)算
        2.3.1 最小堆積孔隙率
        2.3.2 金剛石粉末的空隙率計(jì)算
    2.4 聚晶金剛石燒結(jié)成形的材料模型
        2.4.1 屈服面
        2.4.2 塑性勢面
    2.5 材料模型參數(shù)的確定
        2.5.1 硬化規(guī)律
        2.5.2 摩擦角和內(nèi)聚力的確定
        2.5.3 帽子屈服面參數(shù)的確定
    2.6 本章小結(jié)
第3章 聚晶金剛石燒結(jié)過程的有限元模擬
    3.1 引言
    3.2 聚晶金剛石燒結(jié)模擬的前處置
        3.2.1 溫度和壓力加載曲線
        3.2.2 仿真中的速度參數(shù)設(shè)計(jì)
        3.2.3 載荷壓力p和頂錘壓縮量Δ的參數(shù)關(guān)系分析
        3.2.4 粉末壓縮比的范圍確定
    3.3 有限元模型的建立
        3.3.1 有限元模型簡化
        3.3.2 材料參數(shù)屬性
        3.3.3 邊界條件的設(shè)置
        3.3.4 有限元模型的網(wǎng)格劃分
    3.4 數(shù)據(jù)結(jié)果的后處理分析
        3.4.1 金剛石層的相對密度分析
        3.4.2 金剛石層的等效應(yīng)力分析
        3.4.3 金剛石層的徑向和軸向應(yīng)力分布
        3.4.4 金剛石層的三向應(yīng)力分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 金剛石層應(yīng)力和密度分布的數(shù)值模擬分析
    4.1 引言
    4.2 頂錘下壓速度對金剛石層的影響
        4.2.1 頂錘下壓速度對金剛石層等效應(yīng)力分布的影響
        4.2.2 頂錘下壓速度對金剛石層密度分布的影響
    4.3 金剛石層的高徑比對金剛石層的影響
        4.3.1 高徑比對金剛石層等效應(yīng)力分布的影響
        4.3.2 高徑比對金剛石層密度分布的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 聚晶金剛石脫模過程的應(yīng)力分析
    5.1 引言
    5.2 聚晶金剛石的殘余應(yīng)力概述
    5.3 脫模過程的有限元模擬
        5.3.1 脫模過程模擬的條件假設(shè)
        5.3.2 傳熱分析和靜力分析
    5.4 脫模過程的模擬結(jié)果分析
        5.4.1 聚晶金剛石的冷卻過程分析
        5.4.2 聚晶金剛石徑向殘余應(yīng)力和周向殘余應(yīng)力分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3800741