ABAQUS模拟粉末冲击压制冲模质量数值优化

采用有限元软件模拟金属粉末冲击压制过程时,由于计算量过大,所建立的模型颗粒数远低于实际粉末压制中的颗粒数,造成计算结果偏差过大,需要对冲模质量等相关参数进行优化。优化基于SHPB实验结果,通过ABAQUS对铝粉建立密排球堆积简化模型,有序增加模型横向与纵向颗粒数,确定仿真模型中冲模的质量,进而构建模拟中颗粒数与冲模相对质量之间关系,分别得到横向和纵向颗粒排数与冲模相对质量的关系;确立了粉末微观模拟压制中最常用的密排9堆积模型的冲模相对质量为0.093;通过与铜粉的冲击压实实验结果对比,验证所建立的模型颗粒数与冲模相对质量关系式在其他材料计算中也是适用的。

金属粉末冲击压制过程中冲模质量及颗粒模型的优化分析

在模拟金属粉末冲击压制时,由于模型颗粒数与实际不同,仿真模型的准确度不高。本文引入模型冲模质量与实验冲模质量比值作为当量质量,研究了压制初始速度、横向与纵向颗粒数对当量质量的共同影响。采用ABAQUS软件建立了不同初始速度下的压制模型,利用1st Opt软件拟合出预估模型,通过ABAQUS仿真数据验证了预估模型,取得了当量质量与相对密度之间的关系,并且分别得到了横向与纵向两组模型的初始速度、颗粒数对冲模当量质量的影响关系。利用ABAQUS仿真数据得到的预估模型最终形式为:当冲模初始速度为20 m·s-1时,横向颗粒数为5、纵向颗粒数为6（H5Z6）的颗粒模型的当量质量为1.03,比经典9颗粒模型进行模拟更能接近实际的压制情形。