《表3 不同冲击加载速度和压制时段的透射波振动次数》

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《基于离散元法的金属粉末压制加载速度对压力分布影响》

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获得的5组透射波波形图如图4所示，可以看出透射波波形基本相同，仅存在一些细微的变化。将不同速度下的加载过程均分为前期、前中期、中期、中后期和后期5个阶段，对比不同步接触力的大小，通过数值作差确定波形中出现的波峰波谷次数，分别记录各时间段内上下波动（振动）次数，统计如表3。可以看出，随着加载速度的提升，加载期间的振动频率逐渐减少。同一速度下，随着加载时间的推移，振动次数整体呈下降趋势，且加载后期的振动明显减少。相较于加载速度为5 m/s的总振动次数（192次），7 m·s-1的总振动次数下降了33.85%，10 m/s的下降了55.21%，14 m/s的下降了73.44%，20 m/s的下降了85.42%，可以看出随着加载速度的提高，透射波传播愈加平稳。冲击加载过程中颗粒的透射波振动主要是源自颗粒重排，加载速度提高，会使颗粒加快力链网络的形成，使颗粒系统更快形成稳定的结构，削弱颗粒的运动，可能会不利于粉体间空隙的填充和空气的排除。但另一方面，随着加载速度的提升，透射波的峰值也随之呈线性增长。图5为透射波峰值与速度的关系，可以看出，两者之间基本呈线性正相关。说明加载速度越高，金属粉末受力越大，颗粒可能发生更大的塑性变形，为压坯提供更大的机械啮合力。这一现象也证明了冲击加载与静加载的不同以及数值模型的准确性。