基于分形理論的PIM顆粒表面特性及機(jī)理研究.pdf

1、粉末注射成形是塑料注射成形與粉末冶金技術(shù)相結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的一種新型的近凈成形技術(shù)。本文在綜述粉末注射成形的原理、特點(diǎn)、研究現(xiàn)狀及分形理論應(yīng)用的基礎(chǔ)上,利用分形理論對(duì)粉末注射成形中粉末顆粒表面分形特性、熱傳導(dǎo)、接觸載荷及孔隙率進(jìn)行研究。
　　 首先,分析粉末注射成形過(guò)程中顆粒的分形特性,給出粉末注射成形坯剖面顆粒面積分形維數(shù)的計(jì)算方法和剖面顆粒的各向異性局部面積占有率；基于多孔介質(zhì)熱傳導(dǎo)的計(jì)算公式,推導(dǎo)出粉末顆粒和粘結(jié)劑串并聯(lián)時(shí)粉

2、末注射成形坯各向異性有效導(dǎo)熱率的表達(dá)式,及其無(wú)量綱有效導(dǎo)熱率與剖面顆粒面積分形維數(shù)的關(guān)系。以鐵粉成形坯的相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,得到成形坯有效導(dǎo)熱率隨著剖面顆粒面積分形維數(shù)的增大而增大。
　　 其次,用Weierstrass-Mandelbrot分形函數(shù)表征粉末顆粒表面輪廓的分形特性,在經(jīng)典M-B模型的基礎(chǔ)上,根據(jù)Hertz接觸理論,借助于彈性和塑性臨界轉(zhuǎn)化面積,分析粉末注射成形過(guò)程中粉末顆粒與模具以及顆粒間接觸時(shí)的彈塑性變形過(guò)程,進(jìn)

3、而推導(dǎo)出當(dāng)顆粒表面發(fā)生彈性、彈塑性、塑性變形等不同接觸狀態(tài)時(shí)粉末顆粒表面真實(shí)接觸面積和接觸載荷的計(jì)算公式。
　　 最后,借助多孔介質(zhì)孔隙結(jié)構(gòu)的分形理論分析了粉末注射成形坯孔隙結(jié)構(gòu)的分形特性,根據(jù)成形坯中孔隙尺寸的分布密度函數(shù),推導(dǎo)粉末注射成形坯孔隙率的表達(dá)式,并且得出粉末注射成形坯的孔隙率隨著孔隙分布分形維數(shù)的增加而減小的結(jié)論；用粉末注射成形坯的孔隙體積和總體積求孔隙率的方法,得到帶有雙重分形維數(shù)的粉末注射成形坯孔隙率的計(jì)算公式