Т. 323, № 2 : Математика и механика. Физика

Аналитическая и модельная оптимизация кинематических схем равномерноплотного прессования порошковых материалов

Приведено сравнительное модельное и аналитическое описание спирального варианта реализации разработанного и запатентованного в ТПУ коллекторного способа прессования порошковых материалов. Принцип коллекторного способа основан на автовыравнивании плотности по всему объёму прессовки разнонаправленным перемещением формообразующих поверхностей пресс-формы. В рамках этого принципа была предложена кинематическая схема уплотнения цилиндрических прессовок в коллекторной пресс-форме со спиральными ползунами, скрученными вокруг оси прессования под некоторым оптимальным углом. Предложен аналитический аппарат для первичной аналитической оценки эффективности схем прессования. Процесс уплотнения порошков различными способами моделировали методом конечных элементов. Результаты сравнительного моделирования показали, что статистический разброс локальных значений деформации в компактах, изготовленных коллекторным методом с ползунами спирального типа, снижается до 48 % по сравнению с обычным статическим уплотнением и на 5 % по сравнению с исходным вариантом коллекторного метода. Таким образом, коллекторный метод с ползунами спирального типа позволяет дополнительно уменьшить градиенты плотности и может быть использован для изготовления керамических изделий из нанопорошков, характеризующихся при их уплотнении в закрытых жёстких пресс-формах выраженными негативными эффектами пристенного трения.

Ключевые слова:

нанопорошки, порошковые материалы, сухое прессование, пресс-формы, плотность, равномерное распределение, кинематические схемы, аналитическая оптимизация, модельная оптимизация, труды учёных ТПУ, электронный ресурс,

Авторы:

Двилис Эдгар Сергеевич

Чартпук Пракорб

Хасанов Олег Леонидович

Соколов Виталий Михайлович

Ешетов Багдат Алтаевич

Скачать PDF