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作者：赵帅;李晓杰;闫鸿浩;王小红;
单位：大连理工大学工程力学系;大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室;
摘要：爆炸压实粉末体为致密体并产生结合的过程，主要就是多孔材料中颗粒之间孔隙的塌缩与闭合的细观运动过程。由于光滑颗粒动力学(SPH)不依赖网格，可以在拉格朗日坐标下计算结构大变形流动问题，故采用SPH方法对钨铜粉末爆炸压实中的典型微孔隙的闭合过程进行数值建模与模拟，结合已有理论对粉末爆炸压实沉能机制进行理论分析。首先，对粉末密排球模型中的正三角孔隙和倒三角孔隙的闭合运动给予固定冲击速度边界进行加载。根据模拟得到的孔隙闭合变形运动图和温度云图，可以得出在孔隙闭合过程中发生了微爆炸焊接、大塑性变形、微孔隙闭合、超声速碰撞、微摩擦焊接、射流侵彻以及液相烧结等过程。通过对比W-Cu颗粒不同排列方式下射流形态和孔隙闭合状态可得，正三角孔隙闭合时，当钨铜颗粒的锥顶发生碰撞射流时，钨铜射流向钨侧偏移，铜侧为表现为连续射流，而钨侧喷射则为断续的，可见微爆炸焊对铜颗粒表面的自清理作用比钨侧要大。当铜粒在下方时，三角孔隙闭合后，下部铜明显被挤压上突。钨粒在下方时，同样的区域的变形要相对小的多。倒三角孔隙闭合时，上方为钨颗粒时，孔隙闭合形貌较为规整，上端钨颗粒下表面塑性变形较小；上方为铜颗粒时，孔隙闭合的最终形貌呈现不规则状态，孔隙闭合处偏向于钨颗粒且铜颗粒有较大的塑性变形。不同排列方式下，孔隙的最终闭合状态和颗粒形态有所不同。不同的孔隙闭合方式下所产生的沉能机制与理论分析得出的相符合。
关键词：爆炸压实;;数值模拟;;钨铜合金;;SPH;;孔隙塌缩;;沉能机制
基金资助：国家自然科学基金资助项目(12072067;11672067)
