论文摘要
高速压制成形（High Velocity Compaction,简称HVC）技术是一种低成本、高效率成型高密度粉末冶金材料的新技术。本文在综述了HVC的原理、特点、研究现状及分形理论应用的基础上,利用分形理论对HVC粉体空间特征、热传导及摩擦力进行了研究。首先,用分形维数来描述粉体空间特征,推导了粉体空间分形维数与堆积密度、粉末颗粒密度和孔隙介质密度的关系式,避免了散体空间填充率的计算;进而利用等效热阻法建立了粉末颗粒与孔隙介质的热传导分形模型,并考虑了热辐射对有效热导率的影响。数值实验表明,散体有效导热率随粉体空间分形维数的增大而减小,热辐射的作用导致有效导热系数与温度的3次方成正比。其次,用Weierstrass-Mandelbrot函数描述粉末颗粒表面的统计自仿射分形特性,根据Hertz接触理论推导了粉末颗粒发生弹塑性变形时,压制载荷与真实接触面积、分形参数的关系式,为HVC中冲击力大小的确定提供了理论依据。最后,通过比较作用于颗粒接触点的法向弹塑性载荷,提出了粘着摩擦系数的分形模型。结果表明,对于一定的分形维数,总的粘着摩擦系数随归一接触面积的增大而急剧减小。同时,建立了粉末颗粒内摩擦的分形模型,分析了内摩擦随粉末颗粒表面温度、分形维数的变化规律,对HVC中压坯密度、能量转化的研究有一定意义。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 粉末高速压制成形技术（HVC）的原理1.2 粉末高速压制成形术的特点1.3 国内外研究现状1.4 本文研究内容及意义第二章 分形理论及其应用2.1 分形理论的发展2.2 分形的定义及特性2.3 盒维数的定义及方法2.4 分形理论在粉末成型、多孔介质及摩擦学等方面的应用2.5 本章小结第三章 粉末散体空间分形特征及其与热传导关系的研究3.1 粉末散体空间的分形维数的计算3.2 堆积密度、孔隙率对粉末散体空间分形维数的影响分析3.3 基于粉末散体空间分形特征的热传导模型3.4 粉末散体空间分形特征、粉粒表面温度对有效导热率的影响分析3.4.1 数值分析3.4.2 粉末散体空间有效热导率的其他影响因素分析3.5 本章小结第四章 HVC中粉末压制载荷的分形特性研究4.1 引言4.2 粉末散体的致密性分析4.3 粉末颗粒表面的分形特征分析4.3.1 Weierstrass-Mandelbrot函数4.3.2 粉末颗粒表面分形参数D,G的计算分析4.4 基于粉末颗粒表面分形特征的法向载荷的计算模型4.4.1 粉末颗粒的真实接触面积的计算4.4.2 基于粉末颗粒表面分形特征的法向载荷的计算模型4.5 本章小结第五章 HVC粉末颗粒的摩擦力的分形特性研究5.1 高速压制粉末颗粒的粘结及内摩擦的分析5.2 粉末颗粒的总粘着摩擦系数的计算5.3 分形维数及归一接触面积对粘着摩擦系数的影响分析5.4 HVC中粉末颗粒摩擦力的计算5.4.1 粉末颗粒内摩擦力的数学模型5.4.2 数值分析5.5 本章小结第六章 总结与展望参考文献致谢攻读学位期间主要的研究成果
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标签：粉末散体空间论文; 分形维数论文; 有效热导率论文; 摩擦力论文;
