粉末烧结材料塑性变形过程的有限元分析

根据多孔材料的塑性理论，推导了分析多孔材料塑性变形和致密化过程的有限元公式。编制了有限元分析程序。通过对粉末烧结元柱体镦粗过程的有限元分析，说明了多孔体镦粗过程的变形特性和致密化过程。证实了有限元公式和有限元程序的正确性。     

激光选区融化成形多孔硬骨支架的建模、仿真及实验研究

金属3D打印技术成为当前最具有发展潜力和发展前景的工业制造技术之一,通过SLM激光选区烧结技术,选取合理的烧结参数,将金属粉末烧结成型。建立了不同孔径的多孔支架复杂三维模型,并通过有限元分析进行应力、应变的模拟分析,获得了优化后的多孔支架三维模型,为后续的实验研究分析建立理论基础,然后通过SLM烧结技术制备316L不锈钢多孔支架,通过后期热处理实验、压缩试验、金相实验,对多孔试样进行力学性能分析、硬度测试以及表面微观组织分析。通过模拟分析获得优化后的多孔支架孔径尺寸,获得了更适于人体骨骼缺损部位承重的多孔支架,可对后续研究进行指导。实验研究发现300μm孔径支架强度和弹性模量都高于天然骨,而成形多孔结构的金属件保证了骨骼修复体的生物力学性能,具有良好的力学性能。     

新型多孔镁压缩性能的有限元分析

利用有限元方法建立了激光打孔制备的直孔型多孔镁样品的压缩模型,系统分析了孔隙率、孔径及孔的排布对多孔镁样品压缩性能的影响,初步探讨了多孔镁在压缩过程中的变形规律.模拟计算结果表明,随着孔隙率、孔径的增加和孔的排布角的减小,多孔镁压缩曲线下移,屈服强度和弹性模量随之下降;多孔镁的压缩变形规律符合金属的最小阻力定律.     

开孔泡沫金属热传导性能的理论研究与数值模拟

基于Ashby的规则正立方体单胞模型,研究了轻质泡沫金属材料的拓扑构型(孔隙率和孔径大小)对其热传导性能的影响。利用最小热阻法推导了开孔泡沫金属气固两相的等效热传导系数的表达式,并首次采用简化的积分方法,得到了等效热传导系数的近似解析解。应用ABAQUS有限元分析软件模拟了开孔泡沫金属横断面的热流密度分布和稳态热传导Fourier定律,分析了不同孔隙率和孔径大小开孔泡沫材料的热传导性能。结果表明,多孔泡沫金属的热传导系数随着孔隙率的增大而线性减小,且当孔隙率保持恒定时,热传导系数与孔径的大小无关。理论分析和数值模拟结果吻合较好。研究结果对多孔金属的工程应用具有重要的参考价值。     

DETERMINATION OF PORE SIZE DISTRIBUTION BY SUSPENSION FILTRATION

本文用与过滤过程相模拟的方法对过滤前后悬浊液中颗粒粒度分布变化规律进行了定量的分析,得出了表征多孔材料孔径分布的数学公式,并建立了悬浊液过滤法标测多孔材料孔径分布的方法。实验结果与数学公式基本一致,表明测量方法是可靠的。用这种方法所表征的孔径分布,在一定条件下,可以对已知的欲过滤的悬浊液作过滤效果的定量估计,从而为选择过滤材料提供依据。     

悬浊液过滤法测定孔径分布

本文用与过滤过程相模拟的方法对过滤前后悬浊液中颗粒粒度分布变化规律进行了定量的分析,得出了表征多孔材料孔径分布的数学公式,并建立了悬浊液过滤法标测多孔材料孔径分布的方法。实验结果与数学公式基本一致,表明测量方法是可靠的。用这种方法所表征的孔径分布,在一定条件下,可以对已知的欲过滤的悬浊液作过滤效果的定量估计,从而为选择过滤材料提供依据。     

一种高孔隙率金属多孔载体材料的制备方法

一种高孔隙率金属多孔载体材料的制备方法,涉及一种用于宇航与环保领域的特殊物质吸附贮存、催化剂载体的高孔隙率、小孔径的金属多孔体的制备方法。本发明采用金属粉末与造孔剂均匀混合形成的包覆粉末经压制成形、多阶段保温的烧结工艺,制备出多孔金属载体材料。通过添加造孔剂,减小粉末颗粒之间的接触面,最终达到高孔率、小孔径、高通孔率的目的,得到了性能优异的多孔金属载体材料,其孔率〉60％,孔径〈35μm,通孔率为95％以上。     

基于有限元法分析多孔氧化铝陶瓷支架的抗压性能

对人体股骨进行生物力学分析,并采用有限元分析多孔氧化铝陶瓷支架的抗压性能。结果表明,对于体重为65 kg的人体,其单足站立时股骨受到静应力为7.2 MPa。以7.2 MPa作为植入人体股骨的外载荷,并进行有限元分析,通过与不同孔径、孔隙率单孔排布模型的压缩性能对比分析,获得孔径为620μm,孔隙率为69.7%的A33模型,其压缩性能为最优模型。     

小孔径通孔多孔铝合金的防风降噪性能

以降低语音系统气流噪声为目标,制备小孔径(d0.1～0.5 mm)多孔铝合金,采用自制设备研究多孔铝合金的厚度、孔径及气流速度等因素对气流噪声的影响.结果表明:相对于孔的气流噪声,多孔铝合金的气流噪声在低频段下降18 dB,降幅随频率增加而减小;材料厚度越大、孔径越小、气流速度越大,多孔铝合金的防风降噪性能越好.     

粉末冶金多孔材料的过滤性能与粉末粒度和烧结温度的关系

本文系统地叙述了用球形粉末颗粒制取的多孔材料的基本性能——过滤性能与原始粉末粒度、烧结温度的关系。研究表明,随着温度的提高,对于细粉末材料,其孔径与透过性能均显著下降;对于粗、中颗粒粉末材料,温度的影响不十分显著。随着温度的提高,材料的孔径分布峰值向粗孔径方向偏移。在确定的工艺条件下,原始粉末的粒度对材料的过滤性能起决定作用。用等静压成形烧结工艺制取的多孔材料,过滤精度与原始粉末粒度成直线关系,且二者的比值约为1/7,松装烧结工艺制取的多孔材料,二者的比值约为1/5。随着粉末粒度的增大,材料的透过系数非直线地迅速升高。透过性能主要取决于材料中粉末颗粒的堆积状况,松装烧结的多孔材料具有最佳的透过性能。本研究结果可作为制取多孔材料时正确选择原始粉末粒度与工艺参数的依据。