基于Marc有限元模擬的金屬粉末壓坯裂紋損傷研究.pdf

1、粉末冶金是一種集材料制備與零件成形于一體的近凈成形先進制造技術(shù)，具有節(jié)能、省材、高效、尺寸穩(wěn)定精度高等優(yōu)點，在材料與零件制造業(yè)具有重要的地位，獲得了國內(nèi)外學者的高度重視。但是金屬粉末壓坯中的裂紋缺陷的存在嚴重影響了制品性能。國內(nèi)外學者對壓坯產(chǎn)生裂紋的原因進行了研究并分類，但量化計算裂紋的研究還不多見。使用有限元技術(shù)，分析預測壓坯的裂紋損傷情況，確定合理的成形參數(shù)，是解決壓坯裂紋損傷的一個有效途徑。
　　本文選取修正的粉末屈服準則，

2、根據(jù)金屬粉末燒結(jié)體塑性力學理論，推導出了金屬粉末壓坯的裂紋損傷模型，該模型表征壓坯在應力、應變和相對密度累積作用下的損傷情況。采用鐵、鋁兩種粉末壓坯進行單向壓縮實驗對模型的正確性和材料適應性進行了驗證。
　　采用以上的損傷模型，對不同潤滑條件、高徑比和脫模方式的工藝參數(shù)下的金屬粉末壓坯成形與脫模過程進行二維有限元模擬，以探究各參數(shù)對壓坯裂紋損傷的影響。研究結(jié)果表明：壓坯在脫模階段的損傷要大于壓制階段，并在壓坯脫出陰?？诓繒r達到最大

3、值；潤滑條件的改善將有利于減輕壓坯的裂紋損傷；較小的高徑比利于壓坯密度的均勻化，裂紋損傷傾向較?。幻撃７绞揭矔号鞯膿p傷產(chǎn)生影響，頂出式脫模時的損傷值要小于壓下式脫模。
　　分析了金屬粉末壓坯在運送過程中可能產(chǎn)生裂紋的幾種情況。采用平臺型巴西圓盤實驗得到了銅、鐵兩種金屬粉末壓坯的力學性能參數(shù)，包括彈性模量、抗拉強度和斷裂韌度。利用上述參數(shù)對圓環(huán)形金屬粉末壓坯的夾持工況進行了分析模擬，確定了最先產(chǎn)生裂紋的部位，獲得了該零件的安全夾