基于离散元法的金属粉末压制加载速度对压力分布影响

基于离散元原理,采用三维离散元软件PFC3D模拟冲头加载过程,研究以不同冲头速度撞击金属粉末颗粒所产生的透射波以及对侧壁的压力分布。结果表明,对于离散性介质,冲击加载下的应力波传播不单受到颗粒材质波阻抗的影响,还受到颗粒运动和力链形成的很大影响。通过对比不同冲击加载速度下阴模底部的受力,发现随着冲击速度的提高,透射波的峰值成线性增长;通过均分阴模侧壁的方式得到侧壁不同位置所受的侧压力峰值,发现侧壁所受压力呈波谷式分布,从而分析得到颗粒间力链的传播和分布规律。     

基于离散单元法的铝粉冲击加载过程三维数值模拟

基于离散单元法原理,应用三维离散元软件PFC3D对金属粉末的冲击加载过程进行了模拟,利用分离式霍普金森压杆实验验证了模拟结果。对压制过程中颗粒的运动情况进行了初步研究分析,发现颗粒的速度分布形状为不规则弧形,并存在分布梯度。刚受到冲击时,颗粒以横向移动为主进行重排,随着颗粒速度的增加,颗粒的运动方向逐渐向下偏移,以此规律,逐步传递。上部颗粒的垂直下移与下部颗粒的横向重排是颗粒间产生剪切的主要原因。     

多级管状线圈加载装置的线圈优化及电参数影响

高能率粉末压制时加载速度不够大,会导致无法获得更高致密度粉末制品。通过电磁炮原理结合高能率粉末压制技术提出一种多级管状线圈冲击加载装置,利用演变法获得了不同线圈截面形状。采用有限元软件建立加载装置的仿真模型,分析计算了线圈截面形状和线圈级数以及电参数对铁芯电磁力的影响规律。结果表明:当线圈的截面形状为正方形时,产生的磁感应强度值,磁场梯度,铁芯的加载速度最大。相同高度下,线圈级数为三级能够产生较大的电磁力。增大电压或电流和减小线圈的阻值,可以获得更大的电磁力和加载速度,当产生电磁饱和时,进一步增大电压或电流和减小线圈的阻值是无意义的。为加载装置的设计优化提供了参考。     

电磁冲击加载集磁器对驱动板电磁力影响的有限元分析

采用ANSYS有限元仿真软件研究了电磁冲击加载集磁器对驱动板电磁力的影响,建立了集磁器和驱动板有限元模型,分析了集磁器缝隙对驱动板电磁力的影响以及集磁器对不同大小驱动板电磁力的影响。仿真结果表明:集磁器上端靠近线圈的感应面电磁力主要集中分布在中间位置,呈环圆状,宽度约为半径的1/3,而该面中心孔附近电磁力只是其20%。由于集磁器采用圆锥体设计,使得另一面的电磁力大部分聚集在中心孔半径周围;驱动板电磁力沿中心孔半径呈梯度降低,其最大电磁力约为集磁器靠近线圈的涡流感应面最大电磁力的3倍,极大地提高了集磁效果,为设计更高效率的电磁冲击加载装置成为可能。