Винтовая экструзия порошковых заготовок. I. Численный анализ методом конечного элемента

Abstract

Исследована деформация порошковых материалов методом винтовой экструзии (ВЭ). Численный анализ основан на использовании метода конечных элементов и теории пластичности пористых тел. Показано, что при достаточно высоком уровне противодавления (порядка предела текучести частиц порошка) ВЭ является эффективным методом уплотнения материала. Определены условия достижения значения плотности более 0.95 при одновременном сохранении наноструктуры. Методами компьютерного анализа установлена локализация зон интенсивных деформаций сдвига и максимальной скорости уплотнения. Рассмотрены возможные варианты накопления повреждений при ВЭ и способы предотвращения разрушения.

Powder material deformation by twist extrusion (TE) method has been investigated. The numerical analysis is based on the finite-element method and plasticity theory for porous bodies. It is shown that with a high enough backpressure (of the order of powder-particle yield strength) the TE is effective for the compaction of materials. Conditions, when the density of 0.95 and higher is attained and nanostructure is preserved, have been determined. Zones of severe shearing strain and maximum compaction rate localization have been determined by methods of computer analysis. Possible versions of damages accumulation under TE and ways of failure prevention have been considered.