蜂窝结构挤压成形的数值模拟与实验

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

Numerical Simulation and Experiments on Extrusion ofHoneycomb StructureYU Hang-zhuo，CHENG Zhi-qiang，LIU Bao-sheng(School of Mechanics and Engineering，Southwest Jiaotong University，Chengdu 6 1 003 1，China)Abstract：The forming by extrusion of the honeycomb structures is studied.The work is based on theinvestigafon on characters of the honeycomb structures，and the state of the arts on the related resear-ches.First.the composition.preparation and rheological properties are studied by experimental tests。

Visc0sities 0f the feedstock are measured. Numerical simulation on extrusion of the honeycomb struc-tures is realized by means of the finite element CFD software POLYFLOW .The configuration insideextrusion die is preliminary determined and then optimized step by step.The determined extrusion dieand mold is manufactured to prove the results.The experiment on extrusion of the honeycomb struc-tuI℃ is Drocessed.The results have proved the feasibility for the design of extrusion device by simula-ti0n. It Drovides the effective example and reference for further optimization of the honeycomb extrusion。

Key words：honeycomb structure；extrusion forming；rheological property；viscosity；numerical sire1alation收稿日期：2013-01-22基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金(20110184110017)作者简介：余杭卓(1987-)，男，四川成都人，硕士研究生，主要从事成形制造力学及数值模拟研究。

余杭卓，等：蜂窝结构挤压成形的数值模拟与实验 29蜂窝结构是金属或陶瓷骨架和蜂窝孔(形状与蜂蜜的巢穴极其相似)相间，集材料的宏观、微观结构特性为-体的多功能复合材料制品。蜂窝结构具有抗冲能力强、耐热、防腐、隔热、隔音、蓄能、吸能减震等特点 J，被广泛应用于地面交通工具的尾气净化催化、高温废气的污染排放净化处理和作为工业炉用蓄热材料、高效散热材料、化工催化床和航空航天轻型高 比刚度结构件等，具有很高的研究价值 J。

目前蜂窝成形的最有效生产方法是粉末增塑挤压法。国外美国康宁公司和 日本 NGK公司于20世纪6O年代开展了蜂窝结构的相关成形研究，并研发出600：L/in 的高孔密度挤压模具 J。国内开展粉末增塑挤压成形技术加工蜂窝工艺研究的有中南大学、昆明理工大学等，并取得了较大进展 J。昆明理工大学和江西竖械科学研究所自行设计出高孔密度的挤压模具 J。挤压模具的设计是挤压成形的关键所在。运用数值模拟分析可以很好地优化模具结构，而对于蜂窝挤压成形过程的数值模拟分析，目前国内外尚未检索到相关的研究报道。基于本研究团队在粉末注射成形数值模拟和实验探索方面的长期积累 J，对陶瓷蜂窝结构的成形制造工艺展开理论和实验研究，重点对喂料的选择、配置及流变性，挤压成形的数值模拟，挤压成形模具的设计和挤压成形实验等展开研究，促进了对粉末增塑挤压成形技术和蜂窝结构制备机理的认识，并对陶瓷蜂窝工业的进- 步发展奠定了重要基矗1 喂料的选择、配置和流变性测试蜂窝体的原料成分及搭配比例决定了蜂窝体的产品质量。在数值模拟中，需要真实的喂料流变性能参数，因此喂料的配置及流变性测试很重要。

1.1 喂料的选择和配置目前，常见的蜂窝结构分为陶瓷蜂窝和金属蜂窝。陶瓷蜂窝的喂料主要由高岭土、堇青石及黏接剂体系组成。