郑洲顺
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王爽
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李俏杰
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刘建康
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曲选辉
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杨嵩
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曹稳
稀有金属材料与工程
将金属粉末注射成形充模过程视为粉末、粘结剂和空气的三相流动过程,给出了金属粉末注射成形充模多相流动的控制方程.根据钳口复杂模腔的铁粉注射成形实际参数确定了充模多相流动控制方程的初边界条件,基于CFX计算流体力学软件对钳口铁粉注射成形充模多相流动过程实现了三维数值模拟.给出了钳口铁粉注射成形充模多相流动中固相粉末的速度流线图,分析了模腔中温度场和压力场分布的瞬态情况,以及模腔中不同位置的温度和压力随时间变化的曲线；分析了钳口铁粉注射成形充模多相流动过程中不同时刻粉末体积分数的分布情况.数值模拟结果可用于分析注射成形过程中产生粉末粘结剂两相分离和成形坯密度分布不均的原因,数值模拟为研究注射成形产品缺陷产生的原因提供了直观分析方法.
关键词:
粉末注射成形
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多相流
,
控制方程
,
数值模拟
李俏杰
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郑洲顺
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王爽
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刘建康
中国有色金属学报
根据高速压制工艺过程的特点,底部和侧面边界采用反弹与反射的混合格式,顶部通过改变分布函数构造能模拟动态压制过程的边界格式.利用粉体的初始密度和压制最大理想密度建立一个动态的松弛函数来代替格子Boltzmann方法的固定松弛时间.对圆柱体及单级台阶的圆柱体模具的高速压制成形过程进行二维数值模拟,直观显示压制过程中粉末的流动以及应力波的形成与传播过程.模拟结果表明:模具形状对应力波的波形有较大影响；压制完成后,圆柱体压坯最大密度差为12 mg/cm3,密度分布均匀且左右对称,压坯顶部和底部密度较中间部分密度稍大,与实验结果基本相似；圆柱体压坯中存在密度较低的横向窄带区域,揭示成形坯有可能形成分层或断裂.
关键词:
高速压制
,
格子Boltzmann方法
,
松弛函数
,
应力波
郑洲顺
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曲选辉
,
徐勤武
,
李俏杰
,
刘建康
中国有色金属学报
分析齿轮零件粉末注射成形(PIM)实验成形坯密度分布以及成品容易出现飞边和塌陷的位置特点。根据粉末注射成形技术工艺过程的特点给出PIM的双流体模型及初边界条件，基于计算流体力学软件CFX对I型拉伸试样和齿轮零件的PIM两相流动过程进行三维数值模拟。根据数值模拟结果，对PIM充模流动过程中粉末和粘结剂两相速度的变化曲线进行对比分析，证实I型拉伸试样和齿轮零件的PIM充模过程中多个位置发生过不同程度的粉末与粘结剂两相分离现象。对模腔中多个不同结点处发生粉末与粘结剂两项分离的现象进行分析比较。结果表明：PIM充模过程中位于远离浇口狭窄模腔内的点容易产生两相分离现象，粉末与粘结剂两相分离现象只发生在相应位置被充填初期的一段时间内，且不同位置发生的两相分离持续时间也不同。
关键词:
粉末注射成形
,
两相流
,
数值模拟
,
速度分布
