金属粉末高速压制中多尺度力学特性及致密化机制
发布时间：2022-02-12 21:47
金属粉末高速压制技术作为较为新型的动态压制成形方式,其原理是将高速冲击载荷快速作用于粉体,进而使粉体在极短的时间内完成致密化过程。较普通压制技术,粉末高速压制技术具有压制效率高、压坯密度高、压坯密度分布均匀等特点,而目前粉末高速压制中的致密化机理尚未完全明确。金属粉末属于颗粒物质范畴,对其微观、介观、宏观构成的多尺度力学特性演化展开分析有助于进一步揭示其压制中的致密化机理。本文将颗粒物质理论与粉末高速压制理论结合,主要研究了介观力链量化特性、宏观应力传播特性、力链与应力多尺度间联系、力链演化与致密化过程之间的联系,并开展相应的粉末高速压制实验,探究其致密化过程中应力动态变化过程与边壁摩擦特性变化,从而进一步拓展金属粉末高速压制致密化过程研究的理论基础。首先,基于离散元法建立铁粉末高速压制模型。针对介观尺度力链问题,根据力链成链准则及检索识别算法,提取相应高速压制中力链信息,同时采用力链长度、强度、方向系数、准直系数对力链特性进行量化分析。进而分析不同摩擦系数、冲击速度、初始密集程度对力链量化特性动态演化的影响,同时讨论力链量化特性与压坯致密度间的联系,并着重对力链长度与其它力链量化特性...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
粉末高速压制设备原理图
李俏杰等[17]在传统网格 Boltz最终理想密度建立相应动态松弛函数，一步将 Boltzmann 法扩展应用于粉末高速子构成的宏观连续整体，考虑各个格子，所采用的格子模型如图 1.2 所示。同应用于密度分布预测上，与实际结果较为系变形的高应变率、粘性效应、应变速率 Maxwell 单元并联，进而用于描述高速能够较好地描述粉末高速压制中的硬化速描述体系承载大变形行为，Maxwell 单元所建立的本构模型能够较好表征相应应形问题，将拉格朗日方程应用于粉体成与动量，结合拉格朗日方程将其转换为作最终建立压强与变形间的关系方程，用于地描述 Al，Sn，Cu 等粉末动态高速压制
元法模拟粉末高速压制过程，该方法能够行为，但难以捕捉微观的粉末流动重排粒间通过接触产生相互作用，另一种研究触体系，将整体视为非连续介质进行考整体运动、变形情况，即采用离散元法模高速压制过程虽然存在计算颗粒数目有速压制中粉体的流动情况，同时可从微粉末高速压制过程，能更为直观、立体地在分析粉末压制及粉末高速压制过程中学响应。如于世伟[20]等采用 ABAQUPC)模型进行粉末高速压制过程模拟，所 DPC 模型中参数主要通过相对密度动态数、高径比、单位质量能量密度及初始松单位质量能量密度是影响最终压坯密度
【参考文献】：
期刊论文
[1]堆石料颗粒形状对堆积密度及强度影响的离散元分析[J]. 王蕴嘉,宋二祥. 岩土力学. 2019(06)
[2]双轴压缩下颗粒物质接触力与力链特性研究[J]. 张炜,周剑,于世伟,张雪洁,刘焜. 应用力学学报. 2018(03)
[3]粉末高速压制成形件密度影响因素分析[J]. 于世伟,周剑,张炜,张雪洁,刘焜. 中国机械工程. 2018(09)
[4]基于颗粒物质力学的粉末高速压制过程中应力传递分布分析[J]. 张炜,周剑,于世伟,张雪洁,刘焜. 应用力学学报. 2018(01)
[5]离散元法金属粉末高速压制过程中力链特性量化研究[J]. 张炜,周剑,于世伟,张雪洁,刘焜. 机械工程学报. 2018(10)
[6]垂直载荷下颗粒物质的声波探测和非线性响应[J]. 张攀,赵雪丹,张国华,张祺,孙其诚,侯志坚,董军军. 物理学报. 2016(02)
[7]桩承式路堤土拱形成及荷载传递机制离散元分析[J]. 赖汉江,郑俊杰,章荣军,张军,崔明娟. 岩土力学. 2015(S1)
[8]二维晶格颗粒堆积中侧壁的压力分布与转向系数[J]. 杨林,胡林,张兴刚. 物理学报. 2015(13)
[9]考虑气温因素的负荷特性统计指标关联特征数据挖掘[J]. 马瑞,周谢,彭舟,刘道新,徐慧明,王军,王熙亮. 中国电机工程学报. 2015(01)
[10]摩擦对二维颗粒体系中临界阻塞态的影响[J]. 张兴刚,胡林. 山东大学学报(理学版). 2015(03)
博士论文
[1]粉体体系堆积、流动特性及其与颗粒间作用力关系研究[D]. 刘一.华东理工大学 2017
[2]颗粒流润滑的多尺度动力学及剪切膨胀承载机制研究[D]. 孟凡净.合肥工业大学 2015
[3]铁基粉末高速压制过程中粉体摩擦行为及致密化机理[D]. 谷曼.合肥工业大学 2015
[4]离散单元法在金属粉末高速压制成形过程中的应用研究[D]. 王爽.中南大学 2012
硕士论文
[1]金属粉末高速压制中坯件致密化过程及影响因素分析[D]. 于世伟.合肥工业大学 2018
[2]粉末材料压制过程中阻塞现象研究[D]. 王飞.合肥工业大学 2014
本文编号：3622439
【文章来源】：合肥工业大学安徽省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
粉末高速压制设备原理图
李俏杰等[17]在传统网格 Boltz最终理想密度建立相应动态松弛函数，一步将 Boltzmann 法扩展应用于粉末高速子构成的宏观连续整体，考虑各个格子，所采用的格子模型如图 1.2 所示。同应用于密度分布预测上，与实际结果较为系变形的高应变率、粘性效应、应变速率 Maxwell 单元并联，进而用于描述高速能够较好地描述粉末高速压制中的硬化速描述体系承载大变形行为，Maxwell 单元所建立的本构模型能够较好表征相应应形问题，将拉格朗日方程应用于粉体成与动量，结合拉格朗日方程将其转换为作最终建立压强与变形间的关系方程，用于地描述 Al，Sn，Cu 等粉末动态高速压制
元法模拟粉末高速压制过程，该方法能够行为，但难以捕捉微观的粉末流动重排粒间通过接触产生相互作用，另一种研究触体系，将整体视为非连续介质进行考整体运动、变形情况，即采用离散元法模高速压制过程虽然存在计算颗粒数目有速压制中粉体的流动情况，同时可从微粉末高速压制过程，能更为直观、立体地在分析粉末压制及粉末高速压制过程中学响应。如于世伟[20]等采用 ABAQUPC)模型进行粉末高速压制过程模拟，所 DPC 模型中参数主要通过相对密度动态数、高径比、单位质量能量密度及初始松单位质量能量密度是影响最终压坯密度
【参考文献】：
期刊论文
[1]堆石料颗粒形状对堆积密度及强度影响的离散元分析[J]. 王蕴嘉,宋二祥. 岩土力学. 2019(06)
[2]双轴压缩下颗粒物质接触力与力链特性研究[J]. 张炜,周剑,于世伟,张雪洁,刘焜. 应用力学学报. 2018(03)
[3]粉末高速压制成形件密度影响因素分析[J]. 于世伟,周剑,张炜,张雪洁,刘焜. 中国机械工程. 2018(09)
[4]基于颗粒物质力学的粉末高速压制过程中应力传递分布分析[J]. 张炜,周剑,于世伟,张雪洁,刘焜. 应用力学学报. 2018(01)
[5]离散元法金属粉末高速压制过程中力链特性量化研究[J]. 张炜,周剑,于世伟,张雪洁,刘焜. 机械工程学报. 2018(10)
[6]垂直载荷下颗粒物质的声波探测和非线性响应[J]. 张攀,赵雪丹,张国华,张祺,孙其诚,侯志坚,董军军. 物理学报. 2016(02)
[7]桩承式路堤土拱形成及荷载传递机制离散元分析[J]. 赖汉江,郑俊杰,章荣军,张军,崔明娟. 岩土力学. 2015(S1)
[8]二维晶格颗粒堆积中侧壁的压力分布与转向系数[J]. 杨林,胡林,张兴刚. 物理学报. 2015(13)
[9]考虑气温因素的负荷特性统计指标关联特征数据挖掘[J]. 马瑞,周谢,彭舟,刘道新,徐慧明,王军,王熙亮. 中国电机工程学报. 2015(01)
[10]摩擦对二维颗粒体系中临界阻塞态的影响[J]. 张兴刚,胡林. 山东大学学报(理学版). 2015(03)
博士论文
[1]粉体体系堆积、流动特性及其与颗粒间作用力关系研究[D]. 刘一.华东理工大学 2017
[2]颗粒流润滑的多尺度动力学及剪切膨胀承载机制研究[D]. 孟凡净.合肥工业大学 2015
[3]铁基粉末高速压制过程中粉体摩擦行为及致密化机理[D]. 谷曼.合肥工业大学 2015
[4]离散单元法在金属粉末高速压制成形过程中的应用研究[D]. 王爽.中南大学 2012
硕士论文
[1]金属粉末高速压制中坯件致密化过程及影响因素分析[D]. 于世伟.合肥工业大学 2018
[2]粉末材料压制过程中阻塞现象研究[D]. 王飞.合肥工业大学 2014
本文编号：3622439
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