【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于永磁材料制備領(lǐng)域，涉及一種釹鐵硼粉末致密化過程的多粒子有限元仿真方法。
技術(shù)介紹
1、目前釹鐵硼永磁體憑借其優(yōu)異的磁學(xué)性能被廣泛地應(yīng)用于電子產(chǎn)品、汽車工業(yè)、航空航天、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域。基于粉末冶金的熱壓熱變形工藝能夠制備出具有特殊環(huán)形磁場的弧形釹鐵硼，其制備過程主要包括冷壓、熱壓、保壓、熱變形四個(gè)部分；現(xiàn)階段的實(shí)驗(yàn)研究成果表明，制備過程和粉末特性會對釹鐵硼粉末壓坯產(chǎn)生影響，而保證壓坯的高質(zhì)量是制備高性能熱變形釹鐵硼永磁體的關(guān)鍵。同時(shí)，因其特殊的制粉工藝，釹鐵硼顆粒外包裹著一層因?yàn)槌煞制霎a(chǎn)生的富釹相，富釹相能夠隔絕相鄰晶粒，起到抑制晶粒長大和去磁耦合的作用，提升磁體的各向異性從而提升磁性能。在工業(yè)生產(chǎn)中，主要由研究人員通過大量的試驗(yàn)得到經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，并反復(fù)檢測得到的生坯質(zhì)量，分析不同壓制參數(shù)對生坯成形特性的影響，這不僅增加了成本而且需要較長周期，因此為了提高生產(chǎn)效率、降低試驗(yàn)成本，數(shù)值模擬方法被引入生產(chǎn)設(shè)計(jì)中。
2、目前對粉末成形的模擬主要從兩方面進(jìn)行，分別為基于宏觀尺度的有限元法、細(xì)觀尺度的離散元法和結(jié)合二者的多粒子有限元法。在有限元法中，粉末體被視為各向同性介質(zhì)，不考慮顆粒之間相互接觸的作用力，這種方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于金屬和陶瓷材料的模擬仿真中；但是由于粉末本身具有離散特性，有限元法不能很好考慮顆粒的粒徑、形狀等問題。離散元法通過牛頓第二運(yùn)動定律控制，并將接觸力處理為顆粒之間的重疊量的函數(shù)，分析了單獨(dú)顆粒的運(yùn)動受力特性；該方法局限性在于不適用于大變形，且計(jì)算量大。多粒子有限元法(multi-particle
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供一種釹鐵硼粉末致密化過程的多粒子有限元仿真方法，該有限元仿真方法實(shí)現(xiàn)了釹鐵硼粉末熱壓熱變形制備工藝的多粒子有限元建模，可用于釹鐵硼粉末熱壓熱變形過程中的微觀力學(xué)行為和致密化機(jī)理的全面分析，為探究晶界相和工藝參數(shù)對釹鐵硼粉末壓坯質(zhì)量的影響提供了有效方法。
2、為達(dá)到上述技術(shù)效果，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：
3、本專利技術(shù)提供一種釹鐵硼粉末致密化過程的多粒子有限元仿真方法，該有限元仿真方法包括：
4、對釹鐵硼粉末進(jìn)行致密化實(shí)驗(yàn)，利用致密化實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)生成密度-溫度/壓力圖，并反演得出本構(gòu)模型參數(shù)；
5、利用有限元仿真軟件生成釹鐵硼顆粒模型，建立模具模型，并與釹鐵硼顆粒裝配，得到壓制模型；
6、對壓制模型賦予材料屬性，利用本構(gòu)模型參數(shù)對塑性形變進(jìn)行描述；
7、對釹鐵硼顆粒進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并設(shè)定接觸屬性；
8、對壓制模型賦予載荷和邊界條件，采用顯示動力學(xué)對所述壓制模型進(jìn)行計(jì)算，并進(jìn)行數(shù)據(jù)后處理。
9、作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，致密化實(shí)驗(yàn)為在溫度梯度中的每個(gè)溫度下進(jìn)行壓力梯度實(shí)驗(yàn)。
10、作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，本構(gòu)模型為johnson-cook模型。
11、作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，利用有限元仿真軟件中的python腳本生成釹鐵硼顆粒模型。
12、作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，釹鐵硼顆粒為核殼結(jié)構(gòu)，釹鐵硼顆粒包括主相和富釹相。
13、作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，模具模型包括模具、上沖頭和下沖頭。
14、作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，對壓制模型賦予材料屬性包括：將模具模型設(shè)置為剛體，將釹鐵硼顆粒設(shè)置為lagrangian可變形實(shí)體，對釹鐵硼顆粒賦予溫度關(guān)聯(lián)屬性。
15、作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，網(wǎng)格劃分的方法包括將所述釹鐵硼顆粒進(jìn)行切割，進(jìn)行全局種子布種，劃分六面體網(wǎng)格；設(shè)置合適的網(wǎng)格細(xì)度。
16、作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，接觸屬性的法向采用硬接觸壓力-過閉合算法表征，切向采用lagrangian乘子法表征。
17、作為本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案，對壓制模型進(jìn)行計(jì)算的算法為顯式動力-位移耦合算法。
18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)至少具有以下有益效果：
19、本專利技術(shù)提供一種釹鐵硼粉末致密化過程的多粒子有限元仿真方法，該有限元仿真方法實(shí)現(xiàn)了釹鐵硼粉末熱壓熱變形制備工藝的多粒子有限元建模，可用于釹鐵硼粉末熱壓熱變形過程中的微觀力學(xué)行為和致密化機(jī)理的全面分析，為探究晶界相和工藝參數(shù)對釹鐵硼粉末壓坯質(zhì)量的影響提供了有效方法。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種釹鐵硼粉末致密化過程的多粒子有限元仿真方法，其特征在于，所述有限元仿真方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有限元仿真方法，其特征在于，所述致密化實(shí)驗(yàn)為在溫度梯度中的每個(gè)溫度下進(jìn)行壓力梯度實(shí)驗(yàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有限元仿真方法，其特征在于，所述本構(gòu)模型為Johnson-cook模型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有限元仿真方法，其特征在于，利用有限元仿真軟件中的Python腳本生成釹鐵硼顆粒模型。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有限元仿真方法，其特征在于，所述釹鐵硼顆粒為核殼結(jié)構(gòu)，所述釹鐵硼顆粒包括主相和富釹相。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有限元仿真方法，其特征在于，所述模具模型包括模具、上沖頭和下沖頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有限元仿真方法，其特征在于，對所述壓制模型賦予材料屬性包括：將所述模具模型設(shè)置為剛體，將所述釹鐵硼顆粒設(shè)置為Lagrangian可變形實(shí)體，對所述釹鐵硼顆粒賦予溫度關(guān)聯(lián)屬性。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有限元仿真方法，其特征在于，所述網(wǎng)格劃分的方法包括將所述釹鐵硼顆粒進(jìn)行
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有限元仿真方法，其特征在于，所述接觸屬性的法向采用硬接觸壓力-過閉合算法表征，切向采用Lagrangian乘子法表征。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有限元仿真方法，其特征在于，對所述壓制模型進(jìn)行計(jì)算的算法為顯式動力-位移耦合算法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種釹鐵硼粉末致密化過程的多粒子有限元仿真方法，其特征在于，所述有限元仿真方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有限元仿真方法，其特征在于，所述致密化實(shí)驗(yàn)為在溫度梯度中的每個(gè)溫度下進(jìn)行壓力梯度實(shí)驗(yàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有限元仿真方法，其特征在于，所述本構(gòu)模型為johnson-cook模型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有限元仿真方法，其特征在于，利用有限元仿真軟件中的python腳本生成釹鐵硼顆粒模型。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有限元仿真方法，其特征在于，所述釹鐵硼顆粒為核殼結(jié)構(gòu)，所述釹鐵硼顆粒包括主相和富釹相。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有限元仿真方法，其特征在于，所述模具模型包括模具、上沖頭和...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊柳依梅，張繪，齊濤，馬少立，李周吳，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院贛江創(chuàng)新研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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