钼粉烧结锥形件高压扭转成形模拟研究

《钼粉烧结锥形件高压扭转成形模拟研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第2卷第3期精密成形工程2010年5月J0URNAL0FNETSHAPEF0RMINGENGINEERING钼粉烧结锥形件高压扭转成形模拟研究章凯，李萍，薛克敏．李达(合肥工业大学材料科学与工程学院，合肥2300O9)摘要：采用刚粘塑性有限元法，对钼粉烧结锥形件热压扭转成形进行分析研究，获得了变形过程中等效应变、相对密度的分布规律，初步分析了摩擦因子及扭转角速度对变形的影响。结果表明：锥形件口部先达到理论相对密度，其内壁等效应变和相对密度分布高于外壁，而摩擦因子和扭转角速度的适当选取是锥形件高压扭转成形的关键。关键词：钼粉烧结材料；锥形件；高压扭转；数值模拟中图分类

2、号：TG3l9文献标识码：A文章编号：l674—6457(2010)03—0009—04NumericalSimulationofHigh-pressureTorsionforSinteringMolybdenumConeZHANGKai，LIPing，XUEKe—min，LIDa(SchoolofMaterialScienceandEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：Inthispaper，thermalpressure—torsionprocessforsinter

3、ingmolybdenumwasanalyzedbyrigid—viscoplasticfi—niteelementmethod，andthedistributionofstrain—effectiveandrelativedensitywasobtained，theeffectsoffrictionvalueandangularvelocityindeformingprocesswerediscussedaswel1．Itisshownthatthemouthofconesfirstachievedtheoryrelativedensity．Thestrain—e

4、ffectiveandrelativedensityforinsidearehigherthanthatofoutside．Itisindicatedthatappropriatechoicesoffrictionvalueandangularvelocityarethekeypointsofhigh—pressuretorsion(HPT)forcones．Keywords：sinteringmolybdenum；cone；high—pressuretorsion~numericalsimulation高压扭转成形是在变形体高度方向施加压力的其质量直接决定了爆破战

5、斗部的侵彻和破甲性同时，通过主动摩擦作用在其横截面上施加一扭矩，能]。根据侵彻流体动力学理论，为形成更长且促使变形体产生轴向压缩和切向剪切变形的特殊塑稳定的射流，要求锥形件材料具备高密度、高声速、性成形工艺。它可以使材料产生较大的塑性变形，良好的导热性、高动态断裂延伸率等性能r7]。钼因改善材料内部组织，获得亚微米级甚至纳米级的块具有适中的声速(5．124km／s)、较高的材料密度体材料。高压扭转工艺可以用于生产圆形对称(10．23g／crn。)和很高的熔点(2600℃)，已成为具件口]。锥形件是破甲弹的关键战斗部件，在爆轰有广阔应用前景的新型锥形件材料]。粉末烧结

6、锥产物的推动下形成射流，最终对目标进行侵彻，所以形件也因其工艺简单、成分配比灵活、生产效率高、收稿日期：201O01-01基金项目：国家自然科学基金资助项目(50875072)；合肥工业大学2009年度大学生创新性实验计划项目(20O9CXSY081)作者简介：章凯(1986一)，男，安徽桐城人，硕士研究生，主要研究方向为特种精密塑性成形。精密成形工程2010年5月成形性好、杵堵少等特点，成为各国研究的重点]。寸，建立起坯料有限元分析模型(如图1所示)，坯料近年来，国外研究已表明细化内部晶粒可以有效提高锥形件的性能，这正是高压扭转成形的最大优势。为此，文中通过模拟钼

7、粉烧结锥形件高压扭转变形过程中等效应变、相对密度的分布规律，及摩擦因子、扭转角速度对成形的影响，为后续实．验研究做一些指导性的工作。图1锥形件坯料有限元模型1有限元模型的建立Fig．1FEmodelofcone1．1粉末材料屈服准则初始相对密度取0．85，采用软件自带的四面体单元对模型进行划分，坯料的单元数为50000，上下模具对于密度相对较高的烧结材料，文中采用Do—的单元数各为20000。此外，由于钼在520℃以上raivelu等提出的非致密体塑性理论，其屈服准则会发生氧化，模拟温度拟定为475℃。接触摩擦采表示如下：用常剪切摩擦模型，摩擦因子设为0．6。F