Аннотация:
В рамках гранулярной динамики в 2D-геометрии моделируется процесс одноосного компактирования нанопорошков. Начальные конфигурации расположения частиц генерируются различными способами: посредством слоя частиц, совершающих броуновское движение (изотропные структуры), и посредством гравитационного падения частиц (анизотропные структуры). Изучается влияние краевых эффектов и размера модельной ячейки на свойства генерируемых структур. В процессе сжатия модельной ячейки принимаются в расчет упругие силы Герца между отдельными частицами, касательные силы трения Катанео–Миндлина–Дересевича и дисперсионные силы притяжения Ван-дер-Ваальса–Гамакера. Расчеты проводятся для монодисперсных порошков с размерами частиц от 10 до 400 nm и для “бескогезивного” порошка, в котором силы притяжения отсутствуют. Показывается, что учет дисперсионных сил позволяет промоделировать размерный эффект в прессовании нанопорошков: снижение прессуемости порошка с уменьшением размера частиц. Анализируются среднее координационное число порошковых систем, осевое и боковое давление, влияние на прессуемость порошка плотности, анизотропности начальной структуры. Обсуждается применимость известной формулы Рамфа для описания размерного эффекта.
Полный текст:
PDF файл (1194 kB)
