Прессование и обработка пластиковых материалов Реологические модели пластичных порошковых материалов

Реологические модели пластичных порошковых материалов

Ранние теоретические работы по деформированию и уплотнению порошковых материалов основывались на анализе условий контактного взаимодействия и деформаций отдельных частиц и отражали дискретное строение порошков. Основой дискретно-контактных теорий являются уравнения, моделирующие процесс прессования, в котором функционально связаны плотность прессовки и приложенное давление. В соответствующие формулы включены некоторые параметры, подлежащие определению опытным путем, как правило, при одноосном прессовании в закрытой матрице. Оценка состояния дискретно-контактного направления дана в монографиях. В рамках дискретно - контактного подхода оказывается невозможным учет взаимодействия прессовки с инструментом, поэтому не поддаются учету такие факторы, как схема деформирования, кинематические граничные условия, влияние внешнего трения, течение порошка в радиальном направлении и др..

В настоящее время доминирующей является континуальная теория пластического деформирования уплотняемых тел, в соответствии с которой порошковое тело рассматривается как сплошная среда. Континуальный подход для несплошных сред основывается на концепции представительного элемента. Согласно этой концепции точка континуума отождествляется с областью, размеры которой малы по сравнению с размерами образца, но велики по сравнению с отдельными частицами. Свойства представительного элемента полагаются идентичными свойствам тела. Для каждого элемента и материала в целом выполняются все основные законы механики и термодинамики континуума. О допустимости континуального подхода свидетельствуют экспериментальные данные с использованием крашенных порошков, которые показывают, что при прессовании в закрытых пресс-формах происходит депланация поперечного сечения с сохранением целостности слоев порошка.

Континуальная теория пластического и вязкого течения несплошных сред получила развитие в работах С.Е. Александрова, В.Н. Анциферова, Я.Е. Бейгельзимера, А.К. Григорьева, Г.Я. Гуна, И.С. Дегтярева, Б.Н. Дидуха, Е.А. Дорошкевича, Б.А. Друянова, В.В. Дудукаленко, В.Т. Головчана, А.Г. Залазинского, Л.А. Исаевича, В.П. Каташинского, О.А. Катруса, С.Л. Киселева, В.Л. Колмогорова, А.М. Лаптева, Е.Б. Ложечникова, В.З. Мидукова, И.Ф. Мартыновой, Н.Н. Павлова, В.Е. Перельмана, Г.Л. Петросяна, И.Д. Радомысельского, О.В. Романа, А.И. Рудского, В.Д. Рудь, В.М. Сегала, А.Н. Смыслова, А.В. Степаненко, В.В. Скорохода, М.Б. Штерна, В.Н. Цеменко и многих других ученых.

Среди зарубежных ученых большой вклад в развитие теории пластичности сжимаемых тел внесли Д. Вилкинсон, Р.Дж. Грин, А. Гэрсон, К. Дауни, Д. Друккер, Х. Кун, Дж. Маккензи, М. Ояне, В. Прагер, Н.Р. Сах, Т. Табата, В. Твергаард, Р. Хилл, Р.Т. Шилд, С. Шима, М. Эшби и др.

Основная проблема математического моделирования процесса пластического деформирования связана с выбором определяющих соотношений. По аналогии с теорией пластичности несжимаемых материалов определяющие соотношения для сжимаемых сред могут быть построены в рамках деформационной теории и теории пластического течения.

Теоретические и прикладные вопросы деформационной теории сжимаемых тел изложены в работах. Определяющие уравнения деформационной теории относительно просты и удобны для расчета напряженно-деформированного состояния, однако область их применения ограничена малыми упруго-пластическими деформациями и случаями простого (или близкого к простому) нагружения. Решения задач деформирования жесткопластического пористого материала по деформационной теории и теории течения совпадают только в случае простого нагружения в девиаторной плоскости и при гидростатическом нагружении. Большинство технологических процессов деформирования порошковых материалов не удовлетворяет этим условиям, и деформационная теория не нашла широкого применения для рассматриваемого круга задач.

Рейтинг@Mail.ru

Яндекс.Метрика