机械工程学报
機械工程學報
궤계공정학보
CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
2011年
14期
62-69
,共8页
离散元法%力链%颗粒材料
離散元法%力鏈%顆粒材料
리산원법%력련%과립재료
固体颗粒介质成形工艺是采用固体颗粒介质代替刚性凸模(凹模)的作用,对金属板料、管材拉深胀形的先进工艺,在复杂零件精密成形、难加工材料成形、温热成形等方面具有独特优势.为揭示该工艺中固体颗粒介质的传力特性,采用离散元法(Discrete/distinct element method,DEM)数值模拟固体颗粒介质在单轴压缩下的受力过程,从力链角度分析固体颗粒介质在压缩过程中细观结构的变化规律,并以直径1mm不锈钢球为传力介质,自行设计颗粒介质传力性能试验,数值模拟结果与实测值吻合较好.研究发现颗粒配位数与体积份额呈幂函数关系,侧压系数与压应力亦呈幂函数关系,且当内部力链结构趋于稳定时,侧压系数趋于定值.应用散体力学研究方法推导出固体颗粒介质压力衰减规律,进而得到介质传力极限距离,这对如何准确控制成形中颗粒介质压力分布,提高加工工件的成形性能具有重要意义.
固體顆粒介質成形工藝是採用固體顆粒介質代替剛性凸模(凹模)的作用,對金屬闆料、管材拉深脹形的先進工藝,在複雜零件精密成形、難加工材料成形、溫熱成形等方麵具有獨特優勢.為揭示該工藝中固體顆粒介質的傳力特性,採用離散元法(Discrete/distinct element method,DEM)數值模擬固體顆粒介質在單軸壓縮下的受力過程,從力鏈角度分析固體顆粒介質在壓縮過程中細觀結構的變化規律,併以直徑1mm不鏽鋼毬為傳力介質,自行設計顆粒介質傳力性能試驗,數值模擬結果與實測值吻閤較好.研究髮現顆粒配位數與體積份額呈冪函數關繫,側壓繫數與壓應力亦呈冪函數關繫,且噹內部力鏈結構趨于穩定時,側壓繫數趨于定值.應用散體力學研究方法推導齣固體顆粒介質壓力衰減規律,進而得到介質傳力極限距離,這對如何準確控製成形中顆粒介質壓力分佈,提高加工工件的成形性能具有重要意義.
고체과립개질성형공예시채용고체과립개질대체강성철모(요모)적작용,대금속판료、관재랍심창형적선진공예,재복잡령건정밀성형、난가공재료성형、온열성형등방면구유독특우세.위게시해공예중고체과립개질적전력특성,채용리산원법(Discrete/distinct element method,DEM)수치모의고체과립개질재단축압축하적수력과정,종력련각도분석고체과립개질재압축과정중세관결구적변화규률,병이직경1mm불수강구위전력개질,자행설계과립개질전력성능시험,수치모의결과여실측치문합교호.연구발현과립배위수여체적빈액정멱함수관계,측압계수여압응력역정멱함수관계,차당내부력련결구추우은정시,측압계수추우정치.응용산체역학연구방법추도출고체과립개질압력쇠감규률,진이득도개질전력겁한거리,저대여하준학공제성형중과립개질압력분포,제고가공공건적성형성능구유중요의의.
