粉末藥型罩旋壓相對(duì)密度數(shù)值模擬及均勻性評(píng)價(jià).pdf

1、隨著全球工業(yè)化的發(fā)展，石油作為現(xiàn)階段最主要的能源物質(zhì)而備受重視，在石油開(kāi)采中廣泛使用的聚能射孔技術(shù)也成為了研究熱點(diǎn)，聚能射流技術(shù)同樣適用于國(guó)防中。藥型罩是聚能射流的關(guān)鍵部件，其均勻性優(yōu)劣直接影響著射流效果。粉末冶金法制備粉末藥型罩具有成分配比靈活、穿孔后效大的優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)階段藥型罩的主要加工方法。但是，如果壓制工藝選擇不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致加工的藥型罩存在成分及孔隙分布不均勻等缺陷。這些缺陷會(huì)使聚能射流偏離軸線，影響穿深效果，嚴(yán)重時(shí)可能出現(xiàn)射流過(guò)早

2、斷裂的現(xiàn)象。
　　本文以粉末藥型罩為研究對(duì)象，建立了金屬粉末藥型罩旋壓加工的有限元模型，模擬了旋壓工藝參數(shù)對(duì)其相對(duì)密度及粉末流動(dòng)性的影響;定義了面密度的概念，完成了粉末藥型罩面密度均勻性的檢測(cè)。具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:
　　(1)應(yīng)用有限元分析軟件MSC.Marc，在金屬塑性力學(xué)基礎(chǔ)上，建立了金屬粉末藥型罩連續(xù)體有限元模型，分析了不同模壁摩擦系數(shù)、不同凹模轉(zhuǎn)速、不同凸模壓力對(duì)成形后藥型罩相對(duì)密度的影響，并比較了相同摩擦系數(shù)下

3、，旋壓和普通壓制對(duì)成形后相對(duì)密度的影響。模擬結(jié)果表明:在粉末藥型罩旋壓加工及普通壓制中，相對(duì)密度均隨著模壁摩擦力的增大而減小，但均勻性均隨之得到提高;增加凹模旋轉(zhuǎn)和增大凸模壓力可以有利于改善壓實(shí)效果，而且隨著轉(zhuǎn)速的增大，相對(duì)密度隨之增大，但均勻性降低。
　　(2)在MSC.Marc中建立了金屬粉末藥型罩多粒子有限元模型，模擬了粉末顆粒的流動(dòng)規(guī)律:相比于普通壓制，旋壓加工中粉末顆粒的流動(dòng)性有了明顯的改善，這對(duì)復(fù)合粉末的壓制有著重要意

4、義，粉末的流動(dòng)性隨著摩擦系數(shù)的增大而減弱。
　　(3)使用JSM-5600LV掃描電子顯微鏡對(duì)試樣成分判定，徠卡公司MEF-3金相顯微鏡采集試樣金相，對(duì)采集的金相圖先用MATLAB進(jìn)行降噪處理，再用圖像分析軟件Image-Pro-Plus軟件對(duì)金相圖片進(jìn)行分析。分析結(jié)果表明:軸向孔隙率的模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致性良好，誤差為4.97％，證明了建立模型的可靠性;計(jì)算出了由模擬中確定的旋壓參數(shù)生產(chǎn)的粉末藥型罩面密度分布信息，對(duì)旋壓參數(shù)的改進(jìn)