Моделирование спекания с помощью теории пластичности - page 2

Н.Г. Бураго, И.С. Никитин
Эта нагрузка, не обусловленная деформацией и называемая напряже-
нием спекания, обеспечивает постепенное закрытие пор (спекание).
Сначала порошок композита насыпают в пресс-форму и уплот-
няют штампами (осуществляется процесс прессования). В результате
получают пористую твердую деформируемую заготовку будущего из-
делия, называемую прессовкой (green body). Затем прессовку разогре-
вают в печи до температуры, обеспечивающей плавление легкоплав-
кого материала матрицы, и происходит спекание композита (закрытие
пор), требующее определенного времени.
В подавляющем числе публикаций описаны исследования процес-
са спекания, направленные на выяснение его физико-химической при-
роды в представительных объемах в условиях макрооднородного со-
стояния. Значительно меньшее число публикаций посвящено предска-
занию результатов спекания реальных изделий в условиях сложной
геометрии и неоднородных состояний, которое реализуется метода-
ми континуальной механики на основе данных о спекании представи-
тельных объемов. История исследований процессов спекания освеще-
на в работе [1].
Имеется три основных варианта континуального моделирования
макронеоднородных процессов спекания:
первый вариант — определяют остаточную пористость в прессов-
ках по уравнению кинетики спекания представительного объема с ис-
пользованием рассчитанного распределения температуры (например, [2]);
второй вариант — дополнительно рассчитывают необратимые объ-
емные и сдвиговые деформации прессовок по уравнениям вязкого те-
чения без учета упругости (например, [3]);
третий вариант — дополнительно учитывают упругие деформации
и спекание прессовок рассматривают как течение вязкоупругой (нап-
ример, [4]) или упругопластической пористой среды (например, [5]).
Прессовка изначально является пористым твердым деформируе-
мым телом, т. е. обладает структурой и способностью помнить свою
форму, хотя при этом имеет крайне слабые начальные упругие свой-
ства. Именно слабость упругих свойств провоцирует авторов теорий
вязкого течения на упрощенную формулировку, пренебрегающую
упругими деформациями.
Пренебрежение упругой деформацией аннулирует важнейшее
свойство твердых деформируемых тел — память о разгруженном со-
стоянии. В теориях вязкого течения консервативные упругие напря-
жения, свойственные структурированным средам, заменены диссипа-
тивными вязкими напряжениями. Однако вязкие напряжения не могут
входить в критерий разрушения структуры среды, означающий раз-
рыв упругих связей. Вязкие напряжения также не могут играть роль
2
1 3,4,5,6,7,8,9,10,11,...12
Powered by FlippingBook