金屬粉末的粒徑分布不同,其壓制行為就會不一致,從而導(dǎo)致壓坯致密度等壓制性能不同,而致密度又是粉末冶金制品的關(guān)鍵性能。針對金屬粉末原料粒徑分布標(biāo)準(zhǔn)不嚴(yán),壓制品致密度提升受限的現(xiàn)狀,本文旨在研究金屬粉末粒徑分布對壓坯致密度的影響規(guī)律,來促進(jìn)粉末冶金制品性能的提升。采用了離散元軟件PFC進(jìn)行三維顆粒壓制數(shù)值模擬,以及壓制實驗等研究方法對鐵粉致密化規(guī)律進(jìn)行了研究,提出了粉末配制的粒徑分布標(biāo)準(zhǔn)修訂建議,提升了致密度,得到以下結(jié)論。（1）使用PFC軟件建立了三維顆粒壓制模型,通過對比實驗的力學(xué)響應(yīng)對模型材料參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定,繼而使用該微觀材料參數(shù)建立了不同粒徑分布的模型,得到壓制中應(yīng)力-應(yīng)變規(guī)律,即應(yīng)力增速從緩到急;當(dāng)軸向應(yīng)力相同時,單一粒徑粉末的軸向應(yīng)變小于混合粉末;徑向應(yīng)力和軸向應(yīng)力的變化趨勢相同,但徑向應(yīng)力總比軸向應(yīng)力的值要小;進(jìn)一步求得側(cè)壓系數(shù)與泊松比,發(fā)現(xiàn)粉末粒徑分布對其影響較小,而且兩者在壓制初期較低,即壓制主要方向為軸向,當(dāng)壓制在軸向與徑向基本持平階段時,徑向應(yīng)力與軸向應(yīng)力呈線性關(guān)系。（2）粉末顆粒速度傳播規(guī)律與力鏈生成情況一致,同一水平靠近壓坯中心處先受到擾動生成力鏈;靠近模壁的顆粒... 

【文章來源】：寧波大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

粉末冶金產(chǎn)品Fig.1.1Powdermetallurgyproducts

寧波大學(xué)碩士專業(yè)學(xué)位論文-11-（1）粉末顆粒的基本形狀都為圓形（二維情況下）或者球形（三維情況下）；（2）粉末顆粒視為剛體，既不可以發(fā)生變形，也不會出現(xiàn)破壞，通過顆粒間的重疊替代顆粒的變形；（3）粉末顆粒間的接觸定義為軟接觸，即剛性顆粒間允許出現(xiàn)重疊，但重疊量遠(yuǎn)小于顆粒的粒徑。2.2.2控制方程PFC軟件的運(yùn)行原理是基于兩組控制方程，一組是運(yùn)動方程（牛頓運(yùn)動方程），另一組是接觸力方程（力和位移或位移增量的關(guān)系）。在PFC中由接觸模型來定義對象互相作用時的力和位移關(guān)系，是影響數(shù)值宏觀力學(xué)性質(zhì)的重要因素之一，球形顆粒接觸理論嚴(yán)密，但是求解過程卻相當(dāng)繁瑣，因此在不產(chǎn)生顯著誤差的情況下，有必要進(jìn)行簡化處理。本文采用的是線性接觸模型（linearmodel），如圖2.1所示，把顆粒間的法向力視為彈簧和阻尼器，切向力視為彈簧、阻尼器和滑動器[63]。圖2.1線性模型Fig.2.1Behaviorandrheologicalcomponentsofthelinearmodel由式（2.1）和式（2.2）可知兩個單元之間接觸力cF是由線性力lF和阻尼力dF組成的，接觸力矩cM恒等于0。ldcFFF（2.1）0cM（2.2）

寧波大學(xué)碩士專業(yè)學(xué)位論文-13-000,0,01,0,0sssssssggggggg（2.9）scrggg（2.10）等效慣性質(zhì)量cm由式（2.11）求得，其中(1)m和(2)m分別表示接觸的兩個單元的質(zhì)量，根據(jù)判斷接觸是位于球和球單元之間（ball-ball）還是球和墻（ball-facet）之間來選擇計算。(1)(2)(1)(2)(1),ball-ball,ball-facetcmmmmmm（2.11）在賦予模型參數(shù)的時候有種便捷的Method方法，通過設(shè)定模型的等效彈性模量E和法向切向剛度比k*，軟件會根據(jù)式（2.12）和式（2.13）求解。nk=AEL（2.12）snk=kk（2.13）圖2.2接觸中單元關(guān)系Fig.2.2Relationshipofthecontactunit

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]金屬粉末沖擊壓制過程中沖模質(zhì)量及顆粒模型的優(yōu)化分析[J]. 林立,劉軍,周純,胡海烽.  粉末冶金技術(shù). 2018(03)
[2]雙軸壓縮下顆粒物質(zhì)接觸力與力鏈特性研究[J]. 張煒,周劍,于世偉,張雪潔,劉焜.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2018(03)
[3]粉末高速壓制成形件密度影響因素分析[J]. 于世偉,周劍,張煒,張雪潔,劉焜.  中國機(jī)械工程. 2018(09)
[4]基于顆粒物質(zhì)力學(xué)的粉末高速壓制過程中應(yīng)力傳遞分布分析[J]. 張煒,周劍,于世偉,張雪潔,劉焜.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2018(01)
[5]離散元法金屬粉末高速壓制過程中力鏈特性量化研究[J]. 張煒,周劍,于世偉,張雪潔,劉焜.  機(jī)械工程學(xué)報. 2018(10)
[6]粉末冶金發(fā)展?fàn)顩r[J]. 陳夢婷,石建軍,陳國平.  粉末冶金工業(yè). 2017(04)
[7]粉末冶金裝粉過程的粉末流動數(shù)值模擬[J]. 江帆,肖納,岳鵬飛,黃春曼.  寧夏大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(02)
[8]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(jī)械設(shè)計與研究. 2015(05)
[9]2014年全球粉末冶金產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況[J]. 韓鳳麟.  粉末冶金工業(yè). 2014(06)
[10]粉末粒度分布對燒結(jié)釹鐵硼微觀結(jié)構(gòu)形成的影響[J]. 楊志超.  山西冶金. 2014(05)

博士論文
[1]金屬粉末高致密化成形及其數(shù)值模擬研究[D]. 王德廣.合肥工業(yè)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]基于離散元法的鐵粉模壓成形數(shù)值仿真研究[D]. 王文濤.中北大學(xué) 2014
[2]鐵基粉末高速壓制的數(shù)值模擬分析[D]. 李達(dá).合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[3]粉末材料壓制過程中阻塞現(xiàn)象研究[D]. 王飛.合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[4]粉末粒度與制備工藝對燒結(jié)釹鐵硼性能的影響[D]. 朱鵬程.南京理工大學(xué) 2012



本文編號：3284347