基于离散元法的铁粉模压成形数值仿真研究

【摘要】传统的钢模压制成形技术是粉末冶金中使用最普遍成形方法，其成形工艺的优良与否直接决定这成形制件能否满足使用要求，但实际生产中由于成形工艺设计不合理导致制品内部密度不均匀而造成制品强度低、裂纹、掉角等缺陷。为了提高粉末制品的各种工艺性能、降低废品率、提高能源利用率，应用计算机仿真技术对粉末模压成形过程进行模拟与研究，以优化成形工艺、缩短工艺设计周期、降低产品成本，并为制备更高性能粉末冶金制品提供参考依据。与传统的有限元仿真不同，基于离散元粉末压制成形的仿真技术可以从细观角度对压制过程中颗粒的流动、变形等特性进行分析并对宏观现象做出解释，本文通过离散单元法采用满足粉末试样粒径分布条件的颗粒生成方法，对粉末离散单元法的单元搜索方法、计算算法、边界条件进行了分析，建立了铁粉三维离散元压制模型；并针对不同工艺条件下，铁粉的成形过程进行模拟仿真；重点分析了压制过程中位于不同位置的粉末颗粒的位移变化以和不同的侧压系数、不同的内外摩擦因子及不同的压制方式对的压坯密度及其分布的影响；并将仿真结果与实验结果进行了比较分析，验证了所建立模型的有效性。最终得出的相关结论，有助于金属粉末模压成形工艺和模具形状的优化，为提高粉末冶金零部件的质量提供了有价值的理论参考。
【作者】王文涛；
【导师】王俊元；
【作者基本信息】中北大学，机械制造及其自动化，2014，硕士
【关键词】离散元；模压成形；密度分布；铁粉；数值仿真；

【参考文献】
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