粉末燒結(jié)體鐓粗過(guò)程屈服模型的改進(jìn)及驗(yàn)證.pdf

1、粉末鐓粗技術(shù)是一種將粉末冶金工藝和金屬材料精密模鍛技術(shù)相結(jié)合的新成形工藝技術(shù)。這種技術(shù)能夠應(yīng)用于需要高要求、高精度、高抗疲勞強(qiáng)度與韌性的零部件制作，它還有成本低、效率高和周期短等優(yōu)點(diǎn)。故而，廣泛受到了研究學(xué)者對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)的重點(diǎn)關(guān)注。在粉末鐓粗的過(guò)程中，各項(xiàng)影響因素會(huì)制約著最終的產(chǎn)品的致密化過(guò)程和密度均勻化。復(fù)雜的成形機(jī)理使得已有的屈服模型不能好的描述粉末塑性成形過(guò)程。因此，探究更為準(zhǔn)確的粉末體鐓粗過(guò)程屈服模型，使其能更好解釋粉末燒結(jié)體致

2、密行為以及為計(jì)算機(jī)模擬粉末成形過(guò)程提供理論依據(jù)。
　　本文主要通過(guò)理論推導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)研究和有限元模擬相結(jié)合的方法，研究了金屬粉末鐓粗過(guò)程中的屈服行為。
　　首先，理論方面上，基于粉末燒結(jié)體多孔材料塑性力學(xué)，即把粉末體看作是可以壓縮的連續(xù)體，研究了粉末鐓粗成形過(guò)程中塑性成形力學(xué)行為。通過(guò)考慮粉末材料因子和預(yù)成形坯的初始相對(duì)密度的影響，獲得了一個(gè)新的塑性泊松比表達(dá)式，進(jìn)而改進(jìn)了適合于粉末燒結(jié)體鐓粗過(guò)程的屈服模型。
　　然后，實(shí)

3、驗(yàn)方面，進(jìn)行了鐵粉、銅粉和鋁粉粉末體鐓粗實(shí)驗(yàn)。將實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)分別繪制成軸向應(yīng)變與相對(duì)密度、塑性泊松比與相對(duì)密度、粉末燒結(jié)體材料幾何硬化系數(shù)與相對(duì)密度關(guān)系以及（此處公式省略）平面中不同相對(duì)密度的橢球形屈服軌跡，與其它理論模型相比較，本文改進(jìn)的屈服模型計(jì)算的理論值與實(shí)驗(yàn)值更加吻合，具有更高準(zhǔn)確性。
　　最后，通過(guò)有限元軟件MSC.MARC模擬鐵粉、銅粉和鋁粉粉末體鐓粗實(shí)驗(yàn)，探討不同工藝條件(摩擦系數(shù)、高徑比、粉末體初始相對(duì)密度、模具的

4、加載速度)對(duì)粉末體成形規(guī)律的影響。結(jié)果表明：摩擦系數(shù)越大、高徑比值越高或者越低、模具的加載速度越快，則粉末體密度梯度越大，塑性變形能梯度大且不穩(wěn)定，致密效果不好且不均勻。粉末體初始相對(duì)密度對(duì)粉末體致密均勻化影響不大，但是提高初始相對(duì)密度，可以減少粉末體孔隙，有利于粉末體鐓粗致密。相同工藝條件下，粉末體壓坯密度分布外圓柱表面梯度最大，且靠近上下模處最高，應(yīng)力應(yīng)變最集中，鼓形處密度最低，致密效果最差，容易在這兩處地方出現(xiàn)損傷裂紋，并且模擬結(jié)