[发明专利]一种粉末压制的仿真分析装置及分析方法

说明书

一种粉末压制的仿真分析装置及分析方法，属于粉末冶金领域。为解决粉末压制数值模型不准确的问题。本发明应用ComsolMultiphysics建立二维轴对称的空间维度，并选择固体力学，建立粉末压制的几何模型，分别设置定义部分、固体力学1部分、固体力学2部分；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；设置研究‑两阶段压制，包括设置修改研究步骤的模型配置、辅助扫描；设置研究‑单阶段压制，包括建立研究设置、修改研究步骤的模型配置、辅助扫描；进行求解计算，得到粉末压制的仿真结果，对各个所述仿真结果进行处理。本发明对粉末压制的应用提供了理论指导和技术支持。

技术领域

本发明属于粉末冶金领域，具体涉及一种粉末压制的仿真分析装置及分析方法。

背景技术

粉末冶金中粉末压制是很关键的工序。粉末压制是将粉末体密实成为具有一定尺寸、形状、密度、孔隙率和强度的坯体，粉末压制成形坯体不是粉末冶金最终产品，但影响着后序各工序及最终产品的质量，同时在一定程度上影响着产品的性能。

传统的粉末冶金在生产与制造过程中需要反复试模并改进设计成形工序，通常被称为“经验试错法”，可能造成较大的资源浪费。在当下以经济发展为主的社会，传统的经验试错法不能满足发展需求，在高效、节约以及绿色发展背景下，不断的寻找低成本、较短设计周期的工艺途径，并试图通过不断的优化工艺参数提高粉末冶金产品质量。

因此，针对以上不足，需要利用提供一种准确的数值模拟模型用于研究粉末压制模拟。

发明内容

本发明要解决的问题是针对单阶段粉末压制、两阶段粉末压制参数的实时监测受到诸多限制，难以研究应力、应变、相对密度、孔洞体积分数等参数，本发明提出一种粉末压制的仿真分析装置及分析方法。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种粉末压制的仿真分析方法，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、单阶段压制力学参数、固体力学1部分用于设置两阶段压制的仿真、固体力学2部分用于设置单阶段压制的仿真；

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。

进一步的，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；