界面摩擦對鐵粉壓制成形影響的細(xì)觀模擬研究.pdf

1、本文針對鐵粉壓制成形這一粉末冶金生產(chǎn)中的重要工序，基于MSC. Marc有限元軟件，采用有限元仿真分析技術(shù)，對鐵粉壓制成形過程進(jìn)行細(xì)觀模擬分析，討論了影響壓制成形的幾個關(guān)鍵因素，著重研究了界面摩擦對制品性能的影響。 論文首先在系統(tǒng)分析粉末壓制成形細(xì)觀模擬研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，探討了細(xì)觀模擬粉末壓制成形的力學(xué)模型及模擬分析中的相關(guān)有限元理論，分析了粉末壓制成形細(xì)觀模擬的難點(diǎn)，通過對幾種有限元分析軟件使用性能的綜合對比，優(yōu)選出適合本文模

2、擬研究的分析軟件。 通過對圓盤和球形顆粒的建模處理，建立了完整的細(xì)觀模擬計(jì)算流程，解決了計(jì)算過程中出現(xiàn)的邊界條件、材料特性、收斂容差等問題，成功地實(shí)現(xiàn)了MSC. Marc有限元軟件對離散顆粒進(jìn)行的細(xì)觀壓制模擬，并取得了良好效果。 為獲取可靠的模壁摩擦邊界條件，研究中設(shè)計(jì)研制了專用的摩擦系數(shù)測試裝置，對粉末壓制中不同壓制力下鐵粉與模壁界面的摩擦系數(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)測定，獲取的壓力-摩擦系數(shù)曲線以及壓力-密度關(guān)系曲線，為后續(xù)細(xì)觀模

3、擬提供了可靠的數(shù)據(jù)。 通過對二維、三維顆粒模型的計(jì)算分析，討論了界面摩擦、壓制力、壓制方式、壓制速度等對于制品性能的影響。結(jié)果表明，隨著壓制速度的提高，粉末加工硬化逐漸明顯，導(dǎo)致密度分布梯度增大；而摩擦狀況的改善有利于緩和加工硬化帶來的不利影響，改善制品密度分布，界面摩擦是影響壓坯密度大小及分布的重要因素。提高單位壓制力，壓坯密度相應(yīng)增加，但密度達(dá)到一定數(shù)值后，逐漸趨于穩(wěn)定，因此基于模具壽命和節(jié)能降耗的考慮，實(shí)際生產(chǎn)中要合理選用