一种基于颗粒接触的粉末烧结成颈过程离散元建模方法技术

本发明专利技术公开了一种基于颗粒接触的粉末烧结成颈过程离散元建模方法，包括如下步骤：获取粉末材料的物理参数；在离散元软件中生成颗粒并建立接触模型；施加温度场；基于颗粒接触及温度的颈区条件判别；满足条件时缩小原颗粒并生成颈区小颗粒；更新接触模型及其参数；实现“相似性”参数匹配；完成建模。本发明专利技术所提供的方法简单可行，既可表征烧结颈生成过程中粉末由粉体到块体结块的物理现象，又能通过更新仿真参数来研究粉末烧结的成颈机理。

A discrete element modeling method for powder sintering process based on particle contact

The invention discloses a powder sintering based on particle contact into discrete element modeling method of neck process comprises the following steps: obtaining physical parameters of powder material; particles in discrete element software and establish contact model is applied; temperature field; temperature and particle contact discrimination based on the condition of neck region to meet the conditions of small particles reduced; the primary particles, and generate the neck area; update the model and parameter of contact; the realization of \matching\ parameter; modeling. The method provided by the invention is simple and feasible, which can not only characterize the physical phenomena of powder agglomeration from powder to block, but also update the simulation parameters to study the necking mechanism of powder sintering.

【技术实现步骤摘要】
一种基于颗粒接触的粉末烧结成颈过程离散元建模方法
本专利技术涉及材料加工
，特别是涉及粉末材料加工领域,比如3D打印中的粉末烧结，具体涉及一种基于颗粒接触的粉末烧结成颈过程离散元建模方法。
技术介绍
粉末烧结是工业上的重要技术手段，粉末烧结过程中涉及的问题十分复杂，关于这一方面的理论研究一直是技术难题，特别对于粉末经烧结后形成烧结颈（成颈）阶段，尚未出现对于这一阶段数值模拟的建模方法，这也成为了粉末材料加工研究的热点与难题。粉末烧结过程中烧结颈形成阶段的数值模拟的存在主要难题有以下两个：1、一般的建模方法中无法在计算过程中形成烧结颈区。2、一般的建模方法中无法实现粉末烧结中粉末颗粒由无粘结演变为有粘结的变化过程。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术提供了一种基于颗粒接触的粉末烧结成颈过程离散元建模方法,该方法简单可行，既可表征烧结颈生成过程中粉末由粉体到块体结块的物理现象，又能通过更新模拟参数来研究粉末烧结的成颈机理。为实现上述的专利技术目的，本专利技术采用下述的技术方案：一种基于颗粒接触的粉末烧结成颈过程离散元建模方法，包括以下步骤：(1)获取粉末材料的物理参数；(2)基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于颗粒接触的粉末烧结成颈过程离散元建模方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)获取粉末材料的物理参数；(2)基于步骤1获取的所述粉末材料的物理参数，在离散元软件中建立无粘结接触力学模型，设置模型参数；(3)基于步骤2建立的计算模型，施加温度场；(4)基于上一步骤的计算模型，执行生成颈区的判别条件，该条件为模型中的颗粒是否接触且相互接触颗粒的温度值是否同时达到熔点;(5)基于上一步骤的计算模型，对于符合判别条件的接触颗粒（大颗粒），基于质量守恒定律，缩小接触颗粒（大颗粒）的粒径，同时在接触颈部位置的两侧分别生成一个新的小颗粒（颈区小颗粒）；质量守恒定律具体如下：当满足生成颈区的判别条件后，为...

【技术特征摘要】
1.一种基于颗粒接触的粉末烧结成颈过程离散元建模方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)获取粉末材料的物理参数；(2)基于步骤1获取的所述粉末材料的物理参数，在离散元软件中建立无粘结接触力学模型，设置模型参数；(3)基于步骤2建立的计算模型，施加温度场；(4)基于上一步骤的计算模型，执行生成颈区的判别条件，该条件为模型中的颗粒是否接触且相互接触颗粒的温度值是否同时达到熔点;(5)基于上一步骤的计算模型，对于符合判别条件的接触颗粒（大颗粒），基于质量守恒定律，缩小接触颗粒（大颗粒）的粒径，同时在接触颈部位置的两侧分别生成一个新的小颗粒（颈区小颗粒）；质量守恒定律具体如下：当满足生成颈区的判别条件后，为保证所有颗粒的总面积（2维模拟时采用面积，3维模拟时采用体积）和不变，接触颗粒（大颗粒）半径与小颗粒半径有如下关系：式中，n0表示满足生成颈区判别条件的大颗粒数量，nc表示满足生成颈区判别条件的大颗粒之间的接触数量，r表示接触颗粒（大颗粒）的半径，R表示生成小颗粒的半径，a表示缩小因子；(6)基于上一步骤的计算模型，对于符合条件的颗粒（大颗粒），接触颗粒（大颗粒）及生成的颈区小颗粒的接触力学模型由无粘结接触力学模型更新为有粘结接触力学模型，实现颗粒的粘结（...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭援强，陈宇杰，姜胜强，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43