铁基粉末填充吸气式窄长模腔流动特性实验研究与CFD-DEM数值模拟

基本信息
批准号:51605192
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:钟文镇
学科分类:
依托单位:济南大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:昃向博,宋强,王晓慧,陈洪堂,李漱,赵娜
关键词:
流动特性填充窄长模腔DEM耦合CFD铁基粉末气固两相流
结项摘要

It is the development direction of advanced Powder Metallurgy Warm Compaction technology to manufacturing homogeneous-high density iron-based parts, and it is an effective way of discovering the homogeneous-high density mechanism of Powder Metallurgy Warm Compaction to study the flow characteristics of iron-based powder die filling process..Different from previous researches, the project studies the scientific problem “The movement mechanism of iron-based powder, such as moving, segregation, clustering and accumulation, filling from a feeding shoe to a suction narrow cavity ”. High precision automatic filling system and automatic suction system are build, and high-speed camera is used to detect the die filling process, so that macroscopic mechanism of iron-based powder filling from feeding shoe to narrow cavity will be revealed; At the same time, the force and motion models of iron-based powder are established in three dimension and the DEM-CFD coupling method is used to simulate the die filling process to study the microscopic mechanism of iron-based powder moving from a feeding shoe to a suction narrow cavity..Preliminary work is good, Mechanisms of die filling are revealed, as well as, innovative experiment and numerical simulation methods are formed. The research methods of powder metallurgy of near net shape are enriched. This promotes the application and development of near net shape new process of powder metallurgy.

制备均匀、致密的高强度铁基粉末零件是先进粉末冶金温压成型技术的发展方向,研究铁基粉末充模过程的流动特性是揭示温压成型致密、均匀化机理的有效途径。.与现有研究不同的是,本项目围绕“铁基粉末制备窄长零件过程中粉末颗粒在送料靴/吸入式窄长模腔迁移、离析、偏聚和堆积等运动机制”科学问题,通过建立铁基粉末颗粒高精度自动填充实验系统和自动吸气系统,发展高速成像的测量方法,研究铁基粉末颗粒在送料靴/吸入式窄长模腔的宏观运动规律;此外,通过建立铁基粉末颗粒在三维送料靴/吸入式窄长模腔的受力和运动模型,基于 CFD-DEM耦合数值模拟,从颗粒尺度上研究铁基粉末颗粒在送料靴/吸入式窄长模腔的微观运动规律。.本项目有很好的前期工作基础,有望在揭示机理的同时,也形成具有创新性的实验和数值模拟方法,丰富粉末冶金近净成型的研究手段,促进粉末冶金近净成型新工艺的应用和发展。

项目摘要

制备均匀、致密的高强度铁基粉末零件是先进粉末冶金温压成型技术的发展方向,研究铁基粉末充模过程的流动特性是揭示温压成型致密、均匀化机理的有效途径。.本项目围绕“铁基粉末制备窄长零件过程中粉末颗粒在送料靴/吸入式窄长模腔迁移、离析、偏聚和堆积等运动机制”科学问题,建立了铁基粉末颗粒高精度自动填充实验系统和自动吸气系统,发展高速成像的测量方法,研究了铁基粉末颗粒在送料靴/吸入式窄长模腔的宏观运动规律;此外,建立了铁基粉末颗粒在三维送料靴/吸入式窄长模腔的受力和运动模型,基于 CFD-DEM耦合数值模拟,从颗粒尺度上研究铁基粉末颗粒在送料靴/吸入式窄长模腔的微观运动规律。.本项目揭示粉末填充模腔的机理,形成具有创新性的实验和数值模拟方法,丰富了粉末冶金近净成型的研究手段,促进了粉末冶金近净成型新工艺的应用和发展。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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