粉末高速压制成形的格子Boltzmann跨尺度模拟及应用研究

项目名称： 粉末高速压制成形的格子Boltzmann跨尺度模拟及应用研究

项目编号： No.51174236

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 矿业工程

项目作者： 郑洲顺

作者单位： 中南大学

项目金额： 60万元

中文摘要： 高速压制成形（HVC）是粉末冶金工业寻求低成本高密度材料加工技术的一次新突破，因具有压制速度快、压坯密度高等特点而被高度关注。目前HVC的研究主要是实验研究和理论分析，由于忽略金属粉体具有对外界微小作用的敏感性、非线性响应、自组织行为等跨尺度特性，而无法探究HVC中粉体及其复杂体系的流动与成形规律，不能分析缺陷形成的不确定性机理。本项目基于分子动理论和守恒定律，从微观到宏观分析HVC中能量传递、转换和耗散等特性，用格子Boltzmann方法建立更准确描述HVC过程的数学模型；研究粉末的物性表征参数、模型边界条件和数值解法，实现HVC过程的跨尺度数值模拟。通过数值模拟与实验研究对比分析，研究HVC过程粉体的流变与致密化机制，分析工艺参数的微小变化对粉末流动的影响，探索成形坯缺陷的产生与演化规律。项目的研究对优化工艺参数、稳定产品质量，实现HVC高效成形技术智能化具有重要的理论意义和实用价值。

中文关键词： 高速压制成形；致密化过程；数学建模；格子Boltzmann方法；跨尺度模拟

英文摘要：

英文关键词： High Velocity Compaction；Densification Process；Mathematical Modeling；Lattice Boltzmann Method；Trans-scale Simulation