周 蕊，谢 东，李璐璐，张建国

(1.中国民航大学航空工程学院，天津300300; 2.天津科技大学机械工程学院，天津300222)

环形薄壁类粉末冶金零件压坯残余应力分析

周 蕊1，谢 东2，李璐璐2，张建国2

(1.中国民航大学航空工程学院，天津300300; 2.天津科技大学机械工程学院，天津300222)

针对环形薄壁类粉末冶金零件压坯的残余应力进行分析，采用修正的Drucker-Prager Cap弹塑性本构模型对金属粉末压坯压制、卸载和脱模过程进行数值模拟，同时考虑不同零件压坯几何参数(高径比和厚径比)以及压制工艺条件(摩擦条件和脱模角度)对压坯内残余应力的影响.研究结果表明，压坯脱模后的残余应力分布规律是压坯侧表面出现明显的压应力层，内部为拉应力区域，且越靠近压坯中心值越小.随着高径比和厚径比的增加，其残余应力逐渐减小；随着摩擦系数的增加，压坯表面的轴向残余压应力不断增大且压坯内部的拉应力也不断加大；适当增加脱模角度有利于压坯内应力释放而减小残余应力.通过正交模拟试验及方差分析可知，厚径比和脱模角度对金属粉末成形脱模后压坯残余应力影响更为显著.

残余应力；修正的Drucker-Prager Cap模型；粉末冶金；环形薄壁零件

高性能铁基粉末冶金零件有着广泛的应用前途，已普遍用于传动装置、发动机、通用机械和工具等产品.而压坯内残余应力的存在会导致其强度降低，进而在夹持运送、烧结以及后续加工过程中产生变形或引发裂纹[1].因此，对压坯残余……