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粉末冶金是冶金学的一个重要分支,而烧结工艺则是影响粉末产品质量的一个关键环节。随着工业技术的不断发展,对粉末冶金产品的质量和性能提出了更高的要求。空心阴极等离子烧结方法是一种较新的烧结手段,它是利用空心阴极放电效应,对难熔金属粉末及陶瓷粉末进行高温、快速的烧结。而本课题是对空心阴极多热源烧结的温度场进行研究,对以后进行不同形状、不同尺寸的试样温度场模拟打下一定的基础。
本课题的研究内容就是利用空心阴极等离子快速烧结机理,通过对试样烧结过程的理论分析,对空心阴极烧结温度场进行了合理的简化、假设和约定,确定初始条件和边界条件,应用能量守恒定律得出温度场数学模型,建立温度场的几何模型。同时详细地描述了介绍了空心阴极多热源温度场ANSYS建模的全过程:参数设定、模型建立、载荷施加、模型求解和查看结果。
利用ANSYS软件对试样不同的排布方式进行了温度场的模拟,并对其进行分析,通过实验验证,结果发现发现模拟结果与实测结果吻合较好,证明了用ANSYS软件模拟空心阴极烧结温度场的方法的正确性和有效性。
采用ANSYS软件对空心阴极烧结的温度场在不同的情况下进行模拟和分析,得出当试样间距增大,试样之间的温差减小;试样的个数增多时,试样之间的温差增大;要使在空心阴极烧结过程中,进一步提高试样温度的均匀性保证试样烧结的质量,可以通过对试样的合理摆放来进行控制。