基于DEM的金属颗粒间接触力的影响因素

在金属粉末高速冲击压制中,颗粒间的高速碰撞是一个重要因素,研究其相互间的碰撞接触力传递过程是个难点。研究采用基于离散单元法(DEM)的PFC2D颗粒流程序,从微观层面着手,建立三颗粒碰撞模型,探讨碰撞过程中摩擦因素、碰撞速度、剪切模量对接触力传递的影响规律。研究发现,颗粒在碰撞过程中会发生转动,在碰撞的起始及收尾阶段,颗粒处于滑动摩擦状态,而中间阶段则因处于静摩擦状态,颗粒发生了转动。数值模拟结果表明:模壁摩擦系数几乎不影响颗粒的接触力及碰撞时间,而颗粒间的摩擦系数会同时影响法向及切向接触力的大小;碰撞速度越大,颗粒间法向重叠量就越大,相应的接触力峰值也越大;剪切模量的不同也会影响到颗粒间接触力的传递情况。这些结果可对金属粉末高速压制致密化机理的微观研究提供一定的指导作用。