Numeryczne modelowanie naprężeń rezydualnych w spiekanych materiałach kompozytowych

• Autorzy: Nosewicz S. , Rojek J.

Warianty tytułu

EN

Numerical modeling of residual stresses of sintered composite materials

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Proces spiekania jest jedną z głównych metod wytwarzania materiałów kompozytowych na osnowie intermetalicznej zbrojonych cząstkami ceramicznymi. W końcowej fazie spiekania, podczas chłodzenia materiału, może dochodzić do pękania cząstek na skutek występujących na granicach faz znacznych wartości naprężeń rezydualnych, co w konsekwencji prowadzi do postępowej degradacji materiału. Prezentowana praca przedstawia wyniki modelo¬wania numerycznego naprężeń mikro- oraz makroskopowych występujących w trakcie oraz po procesie spiekania materiałów kompozytowych. Do analizy procesów spiekania został użyty oryginalny termolepkosprężysty model elementów dyskretnych. Symulacje numeryczne zostały przeprowadzone na przykładzie kompozytu NiAl-Al2O3. Uzyskane wyniki potwierdzają poprawne oraz efektywne działanie zaproponowanego modelu numerycznego.

EN

Sintering process is one of the major method of manufacture technology of composite materials with intermetallic matrix reinforced by ceramic particles. In the final stage of sintering, during cooling of material, the microcracks may occur due to appearance of significant residual stress at the grain boundaries, which leads to progressive degradation of the material. This paper presents numerical modeling of micro- and macroscopic stress during and after sintering process composite materials. The original thermo-viscoelastic model of discrete elements have been performed. Numerical simulations have been carried out on the example of the NiAl-Al2O3 composite. The obtained results confirm correct and efficient performance of the proposed numerical model

Słowa kluczowe

PL

spiekanie; kompozyty; naprężenia rezydualne; metoda elementów dyskretnych

EN

sintering; composite; residual stresses; discrete element method

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT ; Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego
• Czasopismo: Przegląd Mechaniczny
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 10
• Strony: 30--34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Nosewicz S.

• Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, ul. Pawińskiego 5B, 02-106 Warszawa

autor

Rojek J.

• Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, ul. Pawińskiego 5B, 02-106 Warszawa

Bibliografia

• 1. Henrich B., Wonisch A., Kraft T., Moseler M., Riedel H:. Simulations of the influence of rearrangement during sintering. Acta Materialia, Vol. 55, 2007, pp. 753 - 762.
• 2. Martin CL, Schneider L.C.R., Olmos L, BouvardD.: Discrete element modeling of metallic powder sintering. Scripta Materialia, Vol. 55, 2006, pp. 425 - 428.
• 3. Olmos L., Martin CL, Bouvard D.: Sintering of mixtures of powders: Experiments and modelling. Powder Technology, Vol. 190, 2009, pp. 134 - 140.
• 4. Parhami F., McMeeking R.M.: A network model for initial stage sintering. Mechanics of Materials, Vol. 27,1998, pp. 111 - 124.
• 5. Wonisch A., Kraft T., Moseler M., Riedel H:. Effect of different particle size distributions on solid-state sintering: A microscopic simulation approach. Journal of the American Ceramic Society, Vol. 92, 2009, pp. 1428 - 1434.
• 6. Nosewicz S., Rojek J., Pietrzak K., Chmielewski M., Kaliński D.: Modelowanie procesu spiekania materiałów dwufazowych metodą elementów dyskretnych. Rudy i Metale Nieżelazne, nr 9, 2012, ss. 599 - 603.
• 7. Nosewicz S., Rojek J., Pietrzak K., Chmielewski M.: Viscoelastic discrete element model of powder sintering. Powder Technology, Vol. 246, 2013, pp. 157 - 168.
• 8. Luding S.: Micro-macro transition for anisotropic, frictional granular packings. International Journal of Solids and Structures, Vol. 41, 2004, pp. 5821 - 5836.
• 9. Chang C, Chao S., Chang Y.: Estimates of elastic moduli for granular material with anisotropic random packing structure. International Journal of Solids and Structures, Vol. 32, 1995, pp. 1989 - 2008.