粉末冶金压制成形数值模拟研究进展

压制工序的技术水平对于粉末冶金产品的品质有着决定性的影响,而通过数值模拟改进压制技术工艺是一种十分有效的方法,目前这一方法已经得到了极大的关注.本文总结了国内外众多学者近年来应用有限元技术对金属粉末压制成形进行数值模拟研究的历史进程、粉末压制的建模方法、模拟中的难点、模拟时软件的选取等,并在此基础上提出了目前这一领域发展的展望.     

多晶材料细观力学建模与模拟软件的开发与应用

Thermal Prophet-RVE是最近自主开发的一款基于实际微观组织数据的多晶材料细观力学模拟软件.本文着重对其软件架构、基本功能及技术特点进行介绍,并模拟了铁素体/马氏体双相钢生产过程马氏体相变引起的变形和双相组织在拉伸载荷作用下的细观力学行为.结果表明,基于材料实际微观组织数据构建的微结构模型能够高度还原组织...     

金属粉末体压制成形过程模型的研究

通过对“６．３ＭＮ粉末成形液压机”的研制，对金属粉末体压制过程的数学模型和有限元模型进行了研究，对其密度、应力、应变分布进行了分析。建立并推导了刚塑性有限元材料体积可压缩性法中参数ｇ与粉末体相对密度ρ之间的关系式，用来动态模拟粉末体压制过程。为粉末体压制过程的模拟提供了一种新思路。该方法也可用于烧结后粉末体压制模拟。     

基于细观处理的金属粉末成形中裂纹预测的损伤力学算法

介绍了金属粉末成形中裂纹的种类及成因，从理论和应用上详细论述了基于细观处理的损伤力学方法在金属粉末成形中裂纹预测中的应用。分析了这种方法的优缺点。提出了指导性意见。     

基于ABAQUS-MATLAB联合仿真反演优化确定金属粉末成形本构模型参数

本构模型参数的准确性是粉末成形数值模拟成功的关键因素。采用修正的Drucker-Prager Cap模型对金属粉末压制成形过程进行模拟,基于ABAQUS-MATLAB联合仿真平台,利用复合形优化算法,结合普通模压实验验证,以数值模拟与实验压制力数据的差异性形成目标函数,对其进行最小化,获取本构模型参数。采用材料参数联合反演优化计算Ag57.6-Cu22.4-Sn10-In10混合金属粉末的本构模型参数。结果表明,采用反演优化方法计算得到的本构模型参数较实验测试结果非常接近,通过粉末成形压制力和相对密度模拟结果与文献实验结果对比,进一步验证联合反演优化方法的可行性。     

压制工艺及压坯高径比对金属粉末致密化成形影响的模拟

利用MSC.MARC有限元分析软件对金属粉末压制成形过程进行了模拟,采用基于更新拉格朗日法描述的大位移弹塑性分析,研究压制方式、摩擦条件对不同侧压系数(K=2,K=4,K=8)圆管压坯性能的影响.结果表明,双向压制工艺相比单向压制工艺可提高压坯应力和密度分布均匀性;压坯高径比大时,两种压制工艺下压坯应力和密度不均现象加剧;摩擦条件的改善有利于增大金属粉末移动,减少应力集中,降低压制力,提高压坯密度均匀性.     

药物片剂压制成形过程的数值模拟研究

运用有限元软件ABAQUS,采用基于扩展的Drucker-Prager的本构模型对药物片剂成形过程进行了数值模拟.获得了药物片剂压制成形的密度分布及成形力等相关数据.结果表明:随着压制深度的增加,片剂材料密度及成形力整体呈现增大趋势.药物片剂压制过程数值模拟得到的片剂材料流动规律及力学行为,将为实际成形中工艺参数的改善...     

基于细观力学有限元法的碳纤维增强铝合金复合材料横向拉伸行为研究

针对真空压力浸渗制备的碳纤维增强铝合金复合材料（CF/Al复合材料）,分别采用延性损伤本构和内聚力界面本构定义基体合金和界面的损伤演化与失效行为。建立其细观力学单胞有限元模型,数值模拟获得了复合材料横向拉伸变形中基体合金和界面的细观损伤演化和失效过程,通过复合材料横向拉伸应力-应变试验曲线与数值模拟曲线对比,验证所建立细观力学有限元模型的可靠性。结合力学试验和拉伸断口分析,探索CF/Al复合材料横向拉伸变形时断裂力学行为规律及其失效机理。     

单晶纯钛的细观力学性能模拟

采用晶体塑性理论和有限元方法,建立描述密排六方结构(hcp)金属力学行为的细观数值本构模型,利用该模型对单晶纯钛在高温下的单向拉伸试验进行模拟。模拟结果和实验现象相吻合,显示了该模型的有效性。计算结果同时揭示了单晶纯钛变形过程中各个滑移系所起的作用,并对滑移系的运动和晶格转动等细观演化规律进行了分析。     

孔隙率对漂珠增强铝基复合材料细观力学行为的影响

基于单位体积元的细观力学有限元法预测了孔隙率对漂珠增强铝基复合材料细观力学行为的影响. 研究表明,漂珠增强铝基复合材料中孔隙的存在会降低材料的力学性能,而且随着孔隙率的增加,其弹性模量逐渐降低,塑性行为逐渐提前,屈服强度逐渐降低.另外,孔径越大,该复合材料的力学性能越差.