多孔铍屈服准则的确定及其在铍粉热等静压成型模拟中的应用
发布时间：2021-09-06 14:04
铍因其低密度、高熔点、高弹性、高比强度等优点,在核装置、航空、航天、精密仪表等重要工程领域有着关键性应用。在其生产中普遍采用粉末冶金工艺成型。多种采用此工艺的材料如Ni合金、W-Cu合金、Mo、Cu-Cr合金、Ti-Al-V合金等已程度不同地引入计算机仿真辅助于工艺设计和优化,但铍不在其中。国内相关企业仍依靠传统的实验试错方法进行铍的工艺优化和新工艺设计,成本高昂。导致这一滞后的主要原因之一,是目前尚无关于多孔铍的宏观屈服准则,而屈服准则是实现具有可信度的模拟仿真的必要基础。本研究以Shima模型作为基本数学形式,通过试验确定多孔铍的宏观屈服准则;再以有限元分析软件MSC.Marc作为平台,完成对铍粉热等静压成型模拟。具体工作如下1)多孔铍屈服准则的确定建立多孔材料屈服准则的技术路线为,引入两个新参数对Von Mises屈服准则进行修正,这两个参数均是相对密度ρ的函数,其一为描述静水压影响的参数f,其二为对基体承载进行修正的参数f’。（a）对不同初始密度的4个铍圆柱试样进行单轴压缩试验,获得不同相对密度ρ的轴向应变增量、横向应变增量、体积应变增量数据系列,求出对应的f值,利用最小二乘法...
【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１各矿物原料中ＢｅＯ含量??Ｆｉｇ?１－１?ＢｅＯ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ｉｎ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｍｉｎｅｒａｌ?ｒａｗ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??
宁夏大学硕士学位论文?第一章绪论??温加压的效果，在高温高压的作用下来实现粉末的致密化过程［２７］。经过发展和改进，目前热等静??压工艺最高温度可达２０００?°Ｃ，最高压力可以达到２００?ＭＰａＰ８］，而且由于该工艺是温度和压力同??时加载，被加工的坯料各向受力比较均匀，因此被加工件具有密度高且比较均匀、力学性能好等??优势，该工艺结合压制成型和烧结的优点，并将两者结合到一个工艺下，因此它同时具有工艺步??骤少、生产周期短等特点＠１。??最早的热等静压技术是由美国Ｂａｔｔｅｌｌｅ实验室于２０世纪５０年代中期研究的“高温气压粘结”??技术发展而来的，该公司也于１９５６年建造了世界上第一台热等静压机［３Ｑ］。我国于上个世纪六十??年代开始独立设计和制造，并在】９７７年由钢研究总院成功建成［３１】，经过多年的改进、研宄与发??展，我国热等静压设备制造技术在安全性、可靠性及稳定性等方面达到了欧美国家的研制标准。??２００８年由钢铁总院研宄并建成我国最大的热等静压机，尺寸大小为：０１２５０?ｍｍｘ２５００?ｍｍ，最大??温度可加至１３５０°Ｃ，最大压力可加至１５０?ＭＰａ。该设备的研制成功填补了我国在大尺寸热等静??压设备制造方面的空白，为我国科研工作者在研制应用于航空航天、军工等领域的功能材料、特??殊金属材料等提供了条件。??热等静压设备主要是由主机系统（包括工作缸）、加热炉、液压驱动系统、电气系统、气体??压力系统、真空系统、冷却系统、控制系统组成，图１－２为热等静压工艺及主机系统的示意图，??图１－３为热等静压工艺流程图。??
殊金属材料等提供了条件。??热等静压设备主要是由主机系统（包括工作缸）、加热炉、液压驱动系统、电气系统、气体??压力系统、真空系统、冷却系统、控制系统组成，图１－２为热等静压工艺及主机系统的示意图，??图１－３为热等静压工艺流程图。??－ｐ＝？?通入气体??＾?ｆｒ－?Ｉｆｍ??ｙ?ｒｒ?；?ｔ圓．?￡?３?——包套??僅＿—祕??ｔｏ．，??图１－２热等静压工艺及主机系统的示意图??Ｆｉｇ?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｏｔ?ｉｓｏｓｔａｔｉｃ?ｐｒｅｓｓｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ａｎｄ?ｈｏｓｔ?ｓｙｓｔｅｍ??模具设计与制造?—｜??????—＞?加工件检查清理一＞?粉末填充?一??粉末制备?—１??——保温保压?＜—升温升压?＾—?预充气?＜—抽真空?＜￣??＾?降温降压?＾?抽气一＞?去包套?构件??图１－３热等静压工艺流程图??Ｆｉｇ?１－３?Ｈｏｔ?ｉｓｏｓｔａｔｉｃ?ｐｒｅｓｓｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ??－３－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ti6Al4V合金粉末热等静压Shima屈服准则修正[J]. 殷亚军,张朋,周建新,史玉升. 华中科技大学学报(自然科学版). 2018(06)
[2]压力对CuCr25粉末热等静压致密化影响的数值模拟[J]. 张院,王发展. 热加工工艺. 2018(02)
[3]FGH4097合金热等静压成形数值模拟[J]. 瞿宗宏,刘建涛,张国星,张义文,陶宇. 材料热处理学报. 2017(07)
[4]热等静压在稀有难熔金属产品制备中的应用[J]. 林小辉,李来平,李斌,梁静,薛建嵘,张小明. 粉末冶金工业. 2017(03)
[5]等静压技术在材料加工领域的应用现状[J]. 姜卓钰,张朋,包建文,王克俭. 宇航材料工艺. 2017(01)
[6]铍材应用及其切削工艺[J]. 郑广花,蒋放. 北华航天工业学院学报. 2016(06)
[7]铍小球压缩力学性质的数值模拟研究[J]. 雷仙. 信息通信. 2016(07)
[8]铍铝合金的制备工艺与应用进展[J]. 李军义,王东新,刘兆刚,王战宏,孙本双,钟景明. 稀有金属. 2017(02)
[9]热等静压成形2A12铝合金粉末的数值模拟研究[J]. 喻思,郎利辉,王刚,黄西娜,续秋玉,段文. 粉末冶金工业. 2016(02)
[10]热等静压技术在材料致密化中的应用[J]. 王勇兵,刘慧渊,范帮勇. 装备机械. 2015(03)
博士论文
[1]多晶Be的室温脆性研究[D]. 许德美.东北大学 2015
硕士论文
[1]我国铍资源特征、供需预测与发展探讨[D]. 梁飞.中国地质科学院 2018
[2]钛合金Ti-6Al-4V热等静压部件的成形过程模拟[D]. 马雷.兰州理工大学 2018
[3]金绿宝石型铍矿中铍的提取工艺研究[D]. 芮海锋.湘潭大学 2017
[4]W-Cu粉末热等静压的数值模拟[D]. 陈海鹏.西安建筑科技大学 2017
[5]粉末单轴压缩过程修正屈服模型的建立及其有限元模拟[D]. 彭传东.湘潭大学 2014
[6]不锈钢粉末热等静压成形模拟与包套制造工艺研究[D]. 曲兵兵.华中科技大学 2009
本文编号：3387595
【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１各矿物原料中ＢｅＯ含量??Ｆｉｇ?１－１?ＢｅＯ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ｉｎ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｍｉｎｅｒａｌ?ｒａｗ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??
宁夏大学硕士学位论文?第一章绪论??温加压的效果，在高温高压的作用下来实现粉末的致密化过程［２７］。经过发展和改进，目前热等静??压工艺最高温度可达２０００?°Ｃ，最高压力可以达到２００?ＭＰａＰ８］，而且由于该工艺是温度和压力同??时加载，被加工的坯料各向受力比较均匀，因此被加工件具有密度高且比较均匀、力学性能好等??优势，该工艺结合压制成型和烧结的优点，并将两者结合到一个工艺下，因此它同时具有工艺步??骤少、生产周期短等特点＠１。??最早的热等静压技术是由美国Ｂａｔｔｅｌｌｅ实验室于２０世纪５０年代中期研究的“高温气压粘结”??技术发展而来的，该公司也于１９５６年建造了世界上第一台热等静压机［３Ｑ］。我国于上个世纪六十??年代开始独立设计和制造，并在】９７７年由钢研究总院成功建成［３１】，经过多年的改进、研宄与发??展，我国热等静压设备制造技术在安全性、可靠性及稳定性等方面达到了欧美国家的研制标准。??２００８年由钢铁总院研宄并建成我国最大的热等静压机，尺寸大小为：０１２５０?ｍｍｘ２５００?ｍｍ，最大??温度可加至１３５０°Ｃ，最大压力可加至１５０?ＭＰａ。该设备的研制成功填补了我国在大尺寸热等静??压设备制造方面的空白，为我国科研工作者在研制应用于航空航天、军工等领域的功能材料、特??殊金属材料等提供了条件。??热等静压设备主要是由主机系统（包括工作缸）、加热炉、液压驱动系统、电气系统、气体??压力系统、真空系统、冷却系统、控制系统组成，图１－２为热等静压工艺及主机系统的示意图，??图１－３为热等静压工艺流程图。??
殊金属材料等提供了条件。??热等静压设备主要是由主机系统（包括工作缸）、加热炉、液压驱动系统、电气系统、气体??压力系统、真空系统、冷却系统、控制系统组成，图１－２为热等静压工艺及主机系统的示意图，??图１－３为热等静压工艺流程图。??－ｐ＝？?通入气体??＾?ｆｒ－?Ｉｆｍ??ｙ?ｒｒ?；?ｔ圓．?￡?３?——包套??僅＿—祕??ｔｏ．，??图１－２热等静压工艺及主机系统的示意图??Ｆｉｇ?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｏｔ?ｉｓｏｓｔａｔｉｃ?ｐｒｅｓｓｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ａｎｄ?ｈｏｓｔ?ｓｙｓｔｅｍ??模具设计与制造?—｜??????—＞?加工件检查清理一＞?粉末填充?一??粉末制备?—１??——保温保压?＜—升温升压?＾—?预充气?＜—抽真空?＜￣??＾?降温降压?＾?抽气一＞?去包套?构件??图１－３热等静压工艺流程图??Ｆｉｇ?１－３?Ｈｏｔ?ｉｓｏｓｔａｔｉｃ?ｐｒｅｓｓｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ??－３－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ti6Al4V合金粉末热等静压Shima屈服准则修正[J]. 殷亚军,张朋,周建新,史玉升. 华中科技大学学报(自然科学版). 2018(06)
[2]压力对CuCr25粉末热等静压致密化影响的数值模拟[J]. 张院,王发展. 热加工工艺. 2018(02)
[3]FGH4097合金热等静压成形数值模拟[J]. 瞿宗宏,刘建涛,张国星,张义文,陶宇. 材料热处理学报. 2017(07)
[4]热等静压在稀有难熔金属产品制备中的应用[J]. 林小辉,李来平,李斌,梁静,薛建嵘,张小明. 粉末冶金工业. 2017(03)
[5]等静压技术在材料加工领域的应用现状[J]. 姜卓钰,张朋,包建文,王克俭. 宇航材料工艺. 2017(01)
[6]铍材应用及其切削工艺[J]. 郑广花,蒋放. 北华航天工业学院学报. 2016(06)
[7]铍小球压缩力学性质的数值模拟研究[J]. 雷仙. 信息通信. 2016(07)
[8]铍铝合金的制备工艺与应用进展[J]. 李军义,王东新,刘兆刚,王战宏,孙本双,钟景明. 稀有金属. 2017(02)
[9]热等静压成形2A12铝合金粉末的数值模拟研究[J]. 喻思,郎利辉,王刚,黄西娜,续秋玉,段文. 粉末冶金工业. 2016(02)
[10]热等静压技术在材料致密化中的应用[J]. 王勇兵,刘慧渊,范帮勇. 装备机械. 2015(03)
博士论文
[1]多晶Be的室温脆性研究[D]. 许德美.东北大学 2015
硕士论文
[1]我国铍资源特征、供需预测与发展探讨[D]. 梁飞.中国地质科学院 2018
[2]钛合金Ti-6Al-4V热等静压部件的成形过程模拟[D]. 马雷.兰州理工大学 2018
[3]金绿宝石型铍矿中铍的提取工艺研究[D]. 芮海锋.湘潭大学 2017
[4]W-Cu粉末热等静压的数值模拟[D]. 陈海鹏.西安建筑科技大学 2017
[5]粉末单轴压缩过程修正屈服模型的建立及其有限元模拟[D]. 彭传东.湘潭大学 2014
[6]不锈钢粉末热等静压成形模拟与包套制造工艺研究[D]. 曲兵兵.华中科技大学 2009
本文编号：3387595
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