[发明专利]一种粉末压制的仿真分析装置及分析方法

权利要求书

1.一种粉末压制的仿真分析方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、应用Comsol Multiphysics建立二维轴对称的空间维度，并选择固体力学；

S2、建立粉末压制的几何模型，其中，所述几何模型包括金属粉末部分和模具部分，所述几何模型的计算域包括模具几何区域和金属粉末计算域；

S3、分别建立定义部分用于设置两阶段压制、单阶段压制力学仿真、固体力学1部分用于设置两阶段压制的仿真目标参数、固体力学2部分用于设置单阶段压制的仿真目标参数；

S4、对金属粉末部分和模具部分的材料属性进行设置，并对所述几何模型进行网格划分；

S5、选择两阶段压制、单阶段压制，进行求解计算，得到粉末压制的仿真结果；

S6、对仿真结果进行处理，生成应力分布图、相对密度分布图、体积塑性应变分布图、当前孔洞体积分数分布图、粉末与模具接触力分布图、两阶段压制平均弹性体积应变变化分布图、冲头压力与压坯位移分布图。

2.根据权利要求1所述的一种粉末压制的仿真分析方法，其特征在于：步骤S3的具体实现方法，包括如下步骤：

S3.1、将定义部分设置为积分函数intop1、积分函数intop2，设置变量Force1为两阶段压制、Force2为单阶段压制、delta为轴向压制；

S3.2、将固体力学1部分设置为线弹性材料，包括设置塑性应变、屈服函数F、活化表达式；设置刚性域，包括设置初始值、固定约束；设置摩擦系数；设置指定位移，包括设置边界、指定位移方向；设置边界载荷1，包括设置边界载荷1边界、总力F_tot函数；设置边界载荷2，包括设置边界载荷2边界、总力F_tot函数；

S3.3、将固体力学2部分设置为线弹性材料，包括设置塑性应变、屈服函数F；设置刚性域，包括设置初始值、固定约束；设置摩擦系数；设置指定位移1，包括设置边界、指定位移方向；设置指定位移2，包括设置边界、指定位移在z方向的函数。

3.根据权利要求2所述的一种粉末压制的仿真分析方法，其特征在于：步骤S3.1中设置所述的定义部分的积分函数intop1边界为选择边界5；

设置积分函数intop2边界为选择金属粉末部分和模具部分接触边界6和7、不计算回转几何中的积分；设置函数Force1＝PunchForce(para)为两阶段压制，Force2＝intop1(-solid2.sz)为单阶段压制，delta＝1-intop2(1)/(2*H0)为轴向压制。

4.根据权利要求3所述的一种粉末压制的仿真分析方法，其特征在于：步骤S3.2中将所述的固体力学1部分的屈服函数F设置为Gurson-Tvergaard-Needleman，表示细观孔洞模型理论；

活化表达式设置为para1，para(请给出字母含义)，激活域2；

设置刚性域为选择域3；

设置摩擦系数为0.05；

设置指定位移边界为选择边界2，在z方向指定；

设置边界载荷1边界为选择边界4、

设置边界载荷1的总力Ftot1函数为：r＝0，z＝-PunchForce(para)*(para＝1)，

PunchForce，表示对z方向施加载荷；

设置边界载荷2边界为选择边界5、

设置边界载荷2的总力Ftot2函数为r＝0，z＝-PunchForce(para)*(para＝1.1)。

5.根据权利要求4所述的一种粉末压制的仿真分析方法，其特征在于：步骤S3.3中将所述的固体力学2部分的屈服函数F设置为Gurson-Tvergaard-Needleman，表示细观孔洞模型理论；

设置刚性域仅选择域3；

设置摩擦系数为0.05；

设置指定位移1边界为选择边界2，在z方向指定；

设置指定位移边界为选择边界2、在z方向的函数为disp表示正方向压制位移大小。