【2017年整理】放电等离子烧结论文：数值模拟TiAl粉体钛合金TA7温度梯度电流密度梯度.doc

放电等离子烧结论文：数值模拟 TiAl 粉体钛合金 TA7 温度梯度电流密度梯度【提示】本文仅提供摘要、关键词 、篇名、目录等题录内容为中国学术资源库知识代理，不涉版权作者如有疑义，请联系版权单位或学校摘要】放电等离子烧结（SPS）是近几年来采用的一种快速制备新型材料的高新烧结技术，其与传统的烧结技术相比较，具有烧结时间短、升温速度快等优势，在新材料的研究领域中备受关注随着计算机技术的迅速发展，运用有限元软件进行 SPS 数值模拟的方法得到了广泛的应用本文以 TiAl 粉体为试样，运用 ANSYS12.1软件建立二维轴对称 SPS 电热两场耦合数值模拟，分析烧结过程中试样的径向和轴向的温度分布、电流密度分布及其它们的梯度分布情况分析结果表明：不同网格划分对烧结系统的温度影响不大，对电流密度有一定的影响系统的径向和轴向均存在温度和电流密度分布不均的现象径向方向上，温度和电流密度由试样中心向试样边缘递减；轴向方向上，温度以试样中心为对称轴对称分布，电流密度从试样上边缘向下边缘递减本文分别改变模具的径向尺寸、轴向尺寸和施加的电流，分析它们对粉体烧结产生的影响结果表明：模具径向和轴向尺寸的减小都会使系统的温度和电流密度升高，烧结时间缩短，当径向尺寸优化为 30mm，轴向尺寸优化为 64mm 时，试样的温度梯度和电流密度梯度最小，使烧结材料均匀。

施加的电流增大一倍时，烧结时间只需 109s，缩短了 431s，节约能源，但是温度梯度和电流密度梯度有所增加；施加的电流减小一倍时，烧结时间需要 9454s，增加了数十倍，消耗能源增加，但是温度梯度和电流密度梯度减小很多本文以钛合金 TA7 为试样，采用原系统和优化后系统分别进行数值模拟，验证优化后的系统对 TA7 的适用性关键词】放电等离子烧结；数值模拟；TiAl 粉体；钛合金TA7；温度梯度；电流密度梯度；【篇名】电热耦合作用下 TiAl 及 TA7 粉体 SPS 过程的数值模拟【目录】电热耦合作用下 TiAl 及 TA7 粉体 SPS 过程的数值模拟     摘要    5-6          Abstract    6-7          第 1 章 绪论   11-18          1.1 选题背景及意义    11-12          1.2 SPS 技术介绍    12-14          1.2.1 SPS 工艺    12         1.2.2 SPS 装置    12-13          1.2.3 SPS 烧结原理    13         1.2.4 SPS 工艺特点    13-14          1.3 SPS 技术应用   14-15          1.3.1 功能梯度材料    14          1.3.2 纳米材料    14          1.3.3 金属间化合物    14-15         1.3.4 金属陶瓷材料    15          1.4 国内外研究现状    15-17          1.4.1 国内 SPS 研究现状    15-16          1.4.2 国外 SPS 研究现状    16          1.4.3 国内外 SPS 数值模拟的发展概述    16-17          1.5 本文研究内容、目的及意义   17-18          第 2 章 SPS 过程的耦合场理论分析    18-25         2.1 SPS 耦合分析理论模型的建立    18-21          2.1.1 电分析理论模型    18-19          2.1.2 热分析理论模型    19-20         2.1.3 电热耦合理论模型    20-21          2.2 SPS 耦合分析数值模型的建立    21          2.3 ANSYS 软件    21-23         2.3.1 ANSYS 软件简介    21-22          2.3.2 ANSYS12.0 的新特点    22          2.3.3 ANSYS12.0 的功能    22         2.3.4 ANSYS 分析步骤    22-23          2.3.5 ANSYS 耦合场分析    23          2.4 本章小结    23-25          第 3 章 放电等离子烧结（SPS）数值模拟过程及分析    25-40          3.1 ANSYS 求解过程    25-31          3.1.1 自动建模    25-29         3.1.2 划分网格    29          3.1.3 初始条件与边界条件的设定    29-30          3.1.4 施加载荷    30-31          3.1.5 求解    31          3.2 计算结果与分析    31-38         3.2.1 不同网格大小模拟的计算结果对比分析    31-32         3.2.2 温度场计算结果与分析    32-35          3.2.3 电场计算结果与分析    35-38          3.3 模拟结果验证    38         3.4 本章小结    38-40          第 4 章 SPS 系统参数优化   40-64          4.1 不同径向尺寸模拟的计算结果及分析    40-53          4.1.1 温度分布的计算结果及分析    40-48         4.1.2 电流密度分布的计算结果及分析    48-53          4.2 不同轴向尺寸模拟的计算结果及分析    53-61          4.2.1 温度分布的计算结果及分析    53-57          4.2.2 电流密度分布的计算结果及分析    57-61          4.3 不同的载荷对 SPS 的影响    61-62          4.4 本章小结    62-64          第 5 章 钛合金 TA7 的 SPS 数值模拟    64-70          5.1 TA7 的材料属性    64          5.2 模拟结果及分析    64-69         5.2.1 温度场模拟结果及分析    64-66          5.2.2 电场模拟结果及分析    66-69          5.3 本章小结    69-70         结论    70-72          参考文献    72-76          致谢   76-77          攻读硕士期间担任的科研任务与主要成果    77-78          作者简介    78-79          附录    79-87   。