粉末金属成形过程的计算机仿真与成形中的缺陷预测PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 粉末金属成形中的缺陷 2

1.3 粉末金属成形过程的计算机仿真 3

1.4 国内外研究现状 4

1.4.1 粉末金属成形仿真建模 4

1.4.2 金属粉末成形过程中裂纹预测 8

1.4.3 粉末成形过程仿真的数值计算方法 13

1.5 目前计算机仿真与缺陷预测应用 14

2 粉末金属成形数值模拟关键技术 15

2.1 基于有限变形理论的粉末体成形屈服理论 15

2.1.1 粉末颗粒的本构方程 16

2.1.2 粉末团聚体的本构方程 17

2.1.3 宏观量与颗粒量的联系 19

2.1.4 关联或非关联本构关系 20

2.2 粉末成形的有限元计算方法 22

2.2.1 弹塑性有限元方程的建立 22

2.2.2 几何非线性有限元方程的建立 30

2.3 误差评估与网格重新划分 34

2.3.1 自适应有限元网格重划分 34

2.3.2 离散误差评估 35

2.3.3 自适应网格改进方法 35

2.4 接触与摩擦处理 36

2.4.1 模具系统表面的描述几何与接触搜索 36

2.4.2 接触力计算 40

2.4.3 摩擦与摩擦单元处理 42

3 粉末金属成形过程中缺陷预测模型建模途径 46

3.1 粉末金属体变形特征与粉末金属成形过程中形成缺陷的分类 46

3.1.1 粉末金属体变形特征 46

3.1.2 压坯密度分布不均匀及影响因素 49

3.1.3 压坯强度与损伤现象 50

3.1.4 粉末金属成形过程中形成缺陷的分类 51

3.2 密度不均匀所造成缺陷预测模型及建模途径 51

3.2.1 基于连续介质力学途径 52

3.2.2 基于非连续介质力学的途径 69

3.2.3 建模途径的评价与本书建模途径 73

3.3 粉末金属成形过程中裂纹预测模型及建模途径 74

3.3.1 粉末金属成形过程的细观损伤现象 75

3.3.2 韧性损伤准则 76

3.3.3 方法评价 80

4 粉末金属成形过程密度分布不均匀引起缺陷的预测模型 81

4.1 引言 81

4.2 粉末金属成形过程中密度分布不均匀引起的缺陷预测模型 81

4.2.1 现有主要模型 81

4.2.2 现有主要模型精度不够的解决方法 83

4.2.3 粉末金属成形过程中密度分布不均匀引起的缺陷预测模型 86

4.3 粉末金属成形过程中密度分布不均匀引起的缺陷预测模型的验证和评价 96

4.3.1 使用新模型和其他模型的计算结果及与实验结果的比较 96

4.3.2 密度分布实验 99

4.3.3 简单形状压坯模拟及与实验比较 105

4.3.4 复杂形状压坯成形数值模拟及与实验结果比较 111

5 粉末金属成形过程的损伤与裂纹预测模型 119

5.1 金属粉末成形的损伤现象 119

5.2 基于细观处理的韧性损伤准则 120

5.3 基于金属粉末成形数学模型的韧性损伤准则建立 123

5.3.1 韧性损伤准则建立的难点 123

5.3.2 金属粉末成形裂纹形成能量阈值 123

5.3.3 基于金属粉末成形数学模型的韧性损伤准则 124

5.4 损伤准则的实验验证 127

6 粉末金属成形过程的计算机仿真与成形中的缺陷分析 135

6.1 圆柱压坯成形数值模拟与结果分析 135

6.1.1 数值模拟计算条件 136

6.1.2 压坯成形数值模拟与损伤状况分析 136

6.2 二台阶压坯成形数值模拟与结果分析 140

6.2.1 二台阶压坯闭模压制数值模拟与压坯韧性损伤发展分析 141

6.2.2 二台阶生坯脱模时损伤状况和结果分析 147

6.3 多台阶复杂形状压坯成形数值模拟与结果分析 149

6.3.1 三台阶压坯 149

6.3.2 皮带轮类零件 153

7 结论与展望 159

参考文献 161