强电磁冲击压缩过程中金属粉末的致密化机理

Study is plastic deformation, flow and partial melting of metal powder under high energy rate electromagnetic loads generated strong shock compression. The state equation and constitutive model of metal powder macro dynamic mechanical is established. Through the material constitutive model and the basic theory of stress wave, research the pressure wave propagation in metal powder blanks based on strong dynamic load. Investigate best shock loading waveform of uniform compaction and high density. To explore experiments and technology means of powder compaction by strong electromagnetic impacting. Analyze the coupling process of electromagnetic induction, electro - mechanical coupling, stress wave shaping and amplification, the deformation of the metal powder and compressed dense. Based on the experiments, combined with theoretical analysis and numerical simulation, the ultimate goal is to explore the densification mechanism of metal powder compaction forming under the impact of strong electromagnetic force. Research results provide a theoretical basis of the electromagnetic shock forming and curing of metal powder, and optimize the densification process.

研究高能率电磁加载产生的强冲击压缩载荷作用下，金属粉末发生塑性变形、流动、局部融化的过程，建立描述金属粉末宏观动态力学行为的状态方程和本构模型。通过材料的本构模型和应力波基础理论，研究强动载荷下金属粉末坯料中压力波的传播过程，探讨能够达成高致密度、均匀压实效果的最佳冲击加载波形；研究实现强电磁冲击粉末压实的实验和工艺手段，分析电磁感应、电力学耦合、应力波整形和放大、金属粉末变形和压缩致密的耦合作用过程。本项目以实验为主，结合理论分析和数值模拟，最终目标是探索强电磁冲击力下金属粉末压实成形的致密化机理，为实现金属粉末的电磁冲击成形和固化、并优化致密工艺提供理论依据。

研究了高能率电磁加载产生的强冲击压缩载荷作用下，金属粉末发生塑性变形、流动、局部融化的过程，高能率粉末压制成形过程中的瞬态热产生及影响因素进行了分析研究，综合讨论了材料的摩擦系数、本构参数以及颗粒间孔隙气体在不同的压制速度下对瞬态热的影响，同时还对粉末颗粒间碰撞焊接发生的条件、区域以及影响进行了分析，建立了描述金属粉末宏观动态力学行为的状态方程和本构模型。通过材料的本构模型和应力波基础理论，研究了强动载荷下金属粉末坯料中压力波的传播过程，探讨了金属粉末颗粒接触过程的影响因素，包括碰撞速度、摩擦因数及剪切模量等。同时利用分离式霍普金森压杆装置，对粉末颗粒进行了高应变率下的冲击加载实验，分析了预压后粉末压坯的动态力学性能。探讨了能够达成高致密度、均匀压实效果的最佳冲击加载波形；研究了实现强电磁冲击粉末压实的实验和工艺手段，分析了电磁感应、电力学耦合、应力波整形和放大、金属粉末变形和压缩致密的耦合作用过程。本项目以实验为主，结合理论分析和数值模拟，探索强电磁冲击力下金属粉末压实成形的致密化机理，为实现金属粉末的电磁冲击成形和固化、并优化致密工艺提供理论依据。