收藏本站
收藏 | 论文排版

陶瓷挤压模具的结构优化设计及制造基础研究

蒋振钰  
【摘要】: 本文针对陶瓷模具材料很脆、承拉能力差,从提高陶瓷模具的使用寿命防止出现早期纵向和横向裂纹出发,以陶瓷凹模不受拉应力、外层钢圈正好屈服为目标函数,对陶瓷-钢组合凹模的的理论计算做了进一步的推导,并采用了有限元分析软件对陶瓷凹模进行了数值模拟,在此基础上通过热压烧结制备了陶瓷凹模。 基于弹性力学的厚壁筒理论,对组合凹模切向正应力和过盈量的理论计算做了进一步的推导。研究发现先前的计算方法在推导不考虑接触预紧力陶瓷凹模的切向正应力时,忽略了陶瓷与钢材料间弹性模量与泊松比的差别,最终先前的计算方法提高了组合凹模的预紧力和陶瓷内壁的压应力;以三层组合凹模为例,研究了有限元数值模拟与正交试验相结合进行模具尺寸设计的方法。将正交试验的最优值代入理论公式,将数值模拟结果与理论解进行了对比,结果表明理论公式较好的表示了陶瓷-钢组合凹模的受力情况。 选取纳微米复合陶瓷模具材料ZrO_2/TiB_2/Al_2O_3,以有限元分析软件ANSYS10.0的静态结构分析为基础,利用正交试验优化了两层和三层预紧组合凹模所对应的陶瓷凹模半径和外层钢圈的半径及其过盈量。在静态分析的基础上,利用有限元分析软件ANSYS/LS_DYNA对冷挤压组合凹模进行了摩擦热应力分析,发现随着摩擦系数的增加,陶瓷凹模所受到的侧压力和拉应力不断增加;对组合凹模进行了瞬态热分析,发现随着挤压温度的升高,组合凹模中陶瓷凹模所受到最大拉应力逐渐增大。研究表明适当的减小挤压温度有利于陶瓷凹模的使用寿命。对热挤压的过程进行了研究,发现陶瓷凹模的工作区域具有较高的温度梯度,热膨胀量大,而陶瓷凹模的非工作区域热膨胀量小,导致陶瓷凹模的两侧非工作区域存在较高的拉应力。 对复杂型腔的陶瓷组合凹模进行了有限元模拟分析,以陶瓷凹模不受拉应力为目标,为了进一步消除冷挤压组合凹模的轴向拉应力,将陶瓷凹模进行轴向分割。研究发现与退料间隙的结构优化相比,此时陶瓷凹模受到的最大拉应力减少了一半。最后,对热挤压时挤压组合凹模的入模角度和过盈量进行了优化。 对陶瓷凹模的制备过程进行研究,发现热压烧结后进行冷却时由于陶瓷凹模与石墨模芯的热胀失配而产生残余应力,最终导致陶瓷凹模纵向裂纹的产生,而选用弹性模量和热膨胀系数相对较小的Si_3N_4基陶瓷复合材料可有效地避免纵向裂纹的产生,最后在第三章结构优化的基础上优化了Si_3N_4基两层和三层组合凹模的尺寸。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘治洁;;营口市建材(瓷砖、卫浴)市场分布图[J];陶瓷;2011年08期
2 陆小荣;;高职陶瓷专业实践教学体系的改革探索[J];职业时空;2011年07期
3 邹幸;;90岁高龄的易图境老师来醴陵进行釉下五彩陶瓷创作[J];陶瓷科学与艺术;2011年04期
4 ;陶瓷·各地工作人员通讯录[J];陶瓷;2011年06期
5 谭琛;牛海云;;烧结温度对钛酸锶铋陶瓷结构和性能的影响[J];济源职业技术学院学报;2011年02期
6 孙琳;;从罗森塔尔(Rosenthal)看陶瓷品牌的形象塑造[J];陶瓷科学与艺术;2011年05期
7 霍秀银;;浅析艺术创作应具备的条件[J];佛山陶瓷;2011年06期
8 林世强;;陶瓷高温气体过滤器在合成氨净化压缩中的应用[J];化工技术与开发;2011年07期
9 黄毅铭;;广州市建材(瓷砖、卫浴)市场分布图[J];陶瓷;2011年06期
10 ;陶瓷·各地工作人员通讯录[J];陶瓷;2011年08期
11 江爱民;高惠凡;;谈陶瓷花鸟绘画中色彩的艺术魅力[J];陶瓷研究;2011年02期
12 元子;;我的科技兄弟[J];缤纷;2011年08期
13 佟梓嘉;;浅析化学工艺镀层在非金属表面的应用[J];华章;2011年19期
14 范雯;陆璇;;陶瓷花鸟画的意趣[J];陶瓷研究;2011年02期
15 杨子初;;宋代陶瓷特征[J];陶瓷科学与艺术;2011年03期
16 元子;刘轶楠;;精刚畅想[J];缤纷;2011年09期
17 徐杰;;浅谈中国传统吉祥寓意图案在陶瓷上的应用[J];陶瓷研究;2011年02期
18 ;CHANEL:巴塞尔的新灵感[J];优品;2011年06期
19 毛明明;刘永启;高振强;唐帅;尤彦彦;;热逆流反应器的流动均匀性实验研究[J];煤炭学报;2011年08期
20 梁云辉;占艳红;;浅析陶瓷山水画的创作[J];陶瓷研究;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周昌炽;唐西南;;激光熔覆合金和陶瓷复合涂层开裂的研究[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
2 谭天亚;傅正义;张东明;张金咏;;异种金属和陶瓷/金属的扩散焊接研究[A];复合材料:生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C];2002年
3 吕宏洋;郑金标;;溶胶-凝胶法制备掺Er的钛酸钡热敏陶瓷的研究[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
4 李玲;白建双;;纳米抗菌剂在陶瓷中的应用[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(下卷)[C];2003年
5 李波;唐毓利;潘加裕;;耐磨陶瓷钢管在氧化铝生产中的应用[A];中国有色金属学会——第二届青年论坛学术会议论文集[C];2004年
6 王超;梁军;;晶粒滑移对蠕变陶瓷晶界孔洞扩展的影响[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
7 斯松华;方亮;高义民;周庆德;;乳化液润滑时灰铸铁/Si_3N_4的摩擦磨损[A];第三届全国青年摩擦学学术会议论文集[C];1995年
8 翟春保;李自鑫;陈者德;;真空技术在波纹陶瓷X射线管中的应用研究[A];华东三省一市第三届真空学术交流会论文集[C];2000年
9 左开慧;江东亮;林庆玲;陈忠明;;陶瓷/金属(Al_2O_3/Ni)层状复合材料的制备[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
10 顾忠明;杨柳;张庆明;;陶瓷钢包混凝土复合结构靶的抗爆性能实验研究[A];第三届全国爆炸力学实验技术交流会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王子怡;中日陶瓷茶器文化研究[D];清华大学;2004年
2 崔斌;铅系弛豫铁电陶瓷的制备和介电性能的研究[D];西北工业大学;2002年
3 孟庆森;固体电解质陶瓷(玻璃)与金属的场致扩散连接结合机理研究[D];西安交通大学;2002年
4 张晓晴;陶瓷/金属复合靶板受变形弹体撞击问题的研究[D];太原理工大学;2003年
5 梁云虹;Cu-Ti-C/B_4C体系燃烧合成行为及钢基复合材料的制备[D];吉林大学;2008年
6 张三川;送粉激光熔覆陶瓷掺杂复合涂层技术及涂层成形机理研究[D];郑州大学;2002年
7 程晓兵;β-磷酸三钙用作组织工程骨支架材料修复犬下颌骨节段性缺损的实验研究[D];第四军医大学;2005年
8 刘翠荣;玻璃(陶瓷)与金属阳极键合界面结构及力学性能[D];太原理工大学;2008年
9 杨亚锋;Ni-Ti-C/B_4C体系燃烧合成反应机制[D];吉林大学;2009年
10 邹兵林;Al-Ti-B_4C体系燃烧合成行为及钢基复合材料的制备[D];吉林大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蒋振钰;陶瓷挤压模具的结构优化设计及制造基础研究[D];山东轻工业学院;2010年
2 刘世民;多孔MoSi_2-TiC陶瓷基复合材料的研究[D];大连理工大学;2006年
3 宁立新;《案例》:东胜陶瓷集团有限公司——盛名之下,路在何方[D];暨南大学;2001年
4 刘高旻;冲击加载下PZT-95/5陶瓷FE→AFE相变压力实验研究[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2002年
5 张斌;陶瓷制造业产品网络化销售系统的研究及应用[D];重庆大学;2002年
6 李红波;h-BN基陶瓷燃烧合成研究[D];哈尔滨理工大学;2004年
7 王聪;瓷表面处理对正畸托槽与瓷粘接剪切强度的影响[D];四川大学;2005年
8 周云锋;陶瓷墙地砖几何尺寸在线检测系统研制[D];浙江大学;2005年
9 田丽;可切削加工陶瓷Vita mark Ⅱ的耐磨性的研究[D];天津医科大学;2003年
10 张小生;基于ARM的生态多孔陶瓷综合性能检测装置的研制[D];武汉理工大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王广彪 记者 邸文辉;依安打造食品陶瓷生化强县[N];齐齐哈尔日报;2005年
2 记者 王胜昔通讯员 李世强;全国陶瓷精品“比剑论道”[N];河南日报;2008年
3 许元强 闵德强;中国陶都陶瓷城开业[N];无锡日报;2008年
4 记者 翁惠娟;60件唐代至元代珍贵陶瓷亮相深圳[N];深圳特区报;2008年
5 赵辉;中国陶都陶瓷城昨日开业[N];宜兴日报;2008年
6 颜小英;研制新型韧性陶瓷的秘诀[N];广东建设报;2008年
7 特约记者 张君超;京城首家民营陶瓷艺术馆开馆[N];中国贸易报;2008年
8 方光国;江西太阳陶瓷进驻中国陶瓷产业总部基地[N];中国建材报;2009年
9 本报驻广东记者 方筝;陶瓷T台秀 流行最前沿[N];中国建材报;2009年
10 章琦 刘志;一个陶瓷大师的梦想与追求[N];人民日报海外版;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978