机械工程学报

作者：郭磊, 田文卿, 陈辉, 蔡超, 史玉升

单位：1. 华中科技大学材料成形与模具技术全国重点实验室 武汉 430074； 2. 西北工业大学凝固技术全国重点实验室 西安 710072

关键词：热等静压,离散元,有限元,模拟仿真；

基金：国防基础科研资助项目(JCKY2023204C033)

粉末热等静压(Hot isostatic pressing, HIP)过程中，不均匀的粉末初始密度分布会引起包套和零件的不均匀收缩。粉末初始相对密度信息对提高数值模拟中的零件变形预测精度至关重要。介绍一种新的粉末热等静压工艺的数值模拟方法，将离散元填粉结果中的相对密度信息原位添加至有限元模型中进行形变模拟。该方法能够在有限元模型中耦合离散元粉末相对密度信息，并提高轮廓预测的准确性。比较离散元-有限元耦合模型、单一有限元模型的轮廓预测精度，证明耦合模型预测精度更高，局部误差最多减小0.71 mm。通过改进焊接位置的几何轮廓和材料属性，可以进一步提高模拟精度。离散元-有限元耦合模型为粉末热等静压提供了一种更加准确的预测方法，并且在圆柱形包套上进行了规律性探索，有望对复杂零件的模拟提供新思路。

来源：2025年第16期

《机械工程学报》期刊编辑部

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