基于存在填隙流体的离散元法对粉末注射成形多相充模流动过程的研究

连续介质模型是目前分析研究粉末注射成形过程的主要方法。但由于该模型采用了喂料为单一的均质相的基本假设，与实际注射成形过程中的喂料为多相混合物的实际情况不符，故其无法处理注射成形多相充模流动过程中颗粒相和粘结剂相的相互作用关系，从而无法分析成形坯中粉末颗粒分布的均匀性问题，因此不能预测产品尺寸和性能不一致问题。针对此问题，本研究提出用存在填隙流体的离散元分析的理论方法来研究粉末注射成形多相充模流动过程，研究粉末和粘结剂两相之间的相互作用，确定颗粒相距较远，其间充满大量的粘结剂时以及粉末直接接触时其间主要的作用力形式；建立对应的接触力学模型；预测多相流动充模过程中的流场、温度场及压力场，解决粉末颗粒分布均匀性问题，为多相充模流动过程建立符合物理实际的理论基础。

连续介质模型是目前分析研究粉末注射成形过程的主要方法。但由于该模型采用了喂料为单一的均质相的基本假设，与实际注射成形过程中的喂料为多相混合物的实际情况不符，故其无法处理注射成形多相充模流动过程中颗粒相和粘结剂相的相互作用关系，从而无法分析成形坯中粉末颗粒分布的均匀性问题，因此不能预测产品尺寸和性能不一致问题。针对此问题，本研究用存在填隙流体的离散元分析的理论方法来研究粉末注射成形多相充模流动过程，建立了颗粒之间存在幂律流体时颗粒之间的接触力学模型，对存在填隙流体时颗粒间、颗粒和模壁之间的相互作用进行了分析，通过对流变性能数据进行拟合，选择合适的接触模型，结合颗粒的初始位置、大小、质量、形状等参数，通过对受力、加速度、速度、位移的迭代运算，对细颗粒在充模过程的运动进行模拟，得到工艺参数对粉末前沿运动以及粉末均匀性的影响，预测多相流动充模过程中的流场、温度场及压力场，解决粉末颗粒分布均匀性问题，为多相充模流动过程建立符合物理实际的理论基础。