多孔钛压缩性能的2D和3D有限元对比分析

李玉华; 贺羽昕; 张仟; 赵蓉; 王豪杰; 楚景慧; 牛立斌

doi:10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2024030007

粉末冶金技术 ›› 2025, Vol. 43 ›› Issue (3) : 271 -282. DOI: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2024030007

多孔钛压缩性能的2D和3D有限元对比分析

李玉华, 贺羽昕, 张仟, 赵蓉, 王豪杰, 楚景慧, 牛立斌

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摘要

为了探究孔隙结构对多孔钛压缩性能的影响，对多孔钛压缩过程进行有限元模拟，研究孔隙率、孔径尺寸、孔隙形状等不同孔隙结构参数对多孔钛压缩性能的影响规律，同时对2D和3D有限元模拟结果进行对比分析。结果表明：多孔钛弹性模量和屈服强度均随孔隙率增大而减小，孔径尺寸对压缩性能几乎无影响；在圆形、正方形和六边形三种孔隙形状中，圆形孔压缩性能最好，针对椭圆形孔，压缩性能则随压缩方向孔洞尺寸减小而减小；2D和3D有限元模拟结果与Gibson-Ashby模型和Nielsen模型一致，并与试验结果更接近；2D和3D有限元模拟结果均能正确反映孔隙结构对多孔钛压缩性能的影响，而2D压缩模型的计算时间更短。