Введение
Глава 1. Особенности процессов уплотнения и деформации порошковых материалов на основе алюминия и его сплавов. Проблемы математического моделирования этих процессов . 12
1.1. Методы получения порошков алюминия и его сплавов 12
1.2. Анализ возможности компактирования порошковых материалов из алюминия и его сплавов методом экструзии 18
1.3. Кривые текучести порошковых и пористых материалов 22
1.4. Математическая формулировка задачи уплотнения и деформации порошковых и пористых материалов 27
1.5. Программные обеспечения, используемые для моделирования процесса уплотнения порошковых и пористых материалов. 32
1.6. Классификация реологических моделей, используемых для моделирования деформирования порошковых и пористых материалов 36
Глава 2. Анализ возможности использования различных программных пакетов для моделирования деформирования порошковых и пористых материалов . 42
2.1. Математическое моделирование процесса сжатия порошковых материалов в металлической оболочке. 42
2.1.1. Моделирование в программном пакете DEFORM 44
2.1.2. Моделирование в программном пакете ANSYS/LS-DYNA 47
2.1.3. Моделирование в пакете ABAQUS
2.2. Практическая реализация сжатия порошков в металлической капсуле 54
2.3. Исследование процесса прессования в закрытой матрице 57
Глава 3. Разработка расчетно-экспериментальной адаптации реологической модели Друкера-Прагера, встроенной в программном пакете ABAQUS 61
3.1. Особенности реологической модели Друкера-Прагера и метод ее калибровки 61
3.2. Разработка подпрограммы к программному пакету Abaqus для возможности изменять характеристики материала в расчете процесса уплотнения 64
3.3. Методы экстраполяции параметров реологической модели при низких и высоких плотностях.
3.3.1. Экстраполяция параметров предельной поверхности f1 68
3.3.2. Экстраполяция параметров предельной поверхности f2 70
3.4. Анализ результатов моделирования с использованием разработанной подпрограммы 73
3.4.1. Анализ результатов моделирования процесса осадки в капсуле73
3.4.2. Анализ результатов моделирования процесса прессования в закрытой матрице 76
Глава 4. Разработка расчетно-экспериментальной методики определения реологических характеристик порошковых и пористых материалов 80
4.1. Влияние гранулометрического состава сферических порошков на плотность упаковки. Определение фракционного состава порошкового композита для уплотнения пластическим деформированием материала частиц 80
4.2. Идеализированная модель порошкового тела
4.2.1. Постановка численного эксперимента 86
4.2.2. Пределы текучести порошковых материалов 89
4.2.3. Построение кривых предельного состояния порошковых неспеченных материалов 95 4.3. Идеализированная модель пористого тела 96
4.3.1. Постановка численного эксперимента 96
4.3.2. Пределы текучести пористого тела 98
4.4. Характеристики упругости порошкового и пористого материала 102
Глава 5. Математическое моделирование процесса горячей экструзии порошковых заготовок в металлической капсуле 110
5.1. Методика проведения исследования и свойства исходных материалов 110
5.2. Основные характеристики процесса горячей экструзии в капсуле 113
5.3. Исследование влияния геометрических размеров капсулы 116
5.4. Исследование влияния материала капсулы 121
5.5. Исследование влияния начальной плотности порошковой заготовки 125
5.6. Исследование влияния зазора между капсулой и боковой поверхностью матрицы 130
5.7. Влияние параметров деформирующего инструмента 134
Глава 6. Экспериментальное исследование процесса горячей экструзии заготовок из дисперсно-упрочненных порошков 145
6.1. Практическая реализация процесса ГЭ заготовок 145
6.2. Исследование свойств и структуры экструдированных прутков 153
6.3. Горячая пластическая деформация экструдированных заготовок 160
Заключение 167
Основные выводы 167
Список литературы
