1. 研究目的与意义（文献综述）

钛及钛合金力学性能优良，被称为“第三金属”，相关产品广泛应用于航空航天、汽车、航海、医疗、冶金等众多领域，其产品种类也日趋丰富，例如: 航空发动机机匣外壳、载人潜水器外壳、移动电话外壳、汽车发动机气门、气门座、曲轴及其它发动机部件等。但由于钛及钛合金属于难冲压成形类金属，这在相当程度限制了其广泛应用，钛及钛合金的成形技术一直是材料加工领域的热点研究方向之一。粉末冶金是一种集材料制备与零件成形于一体，节能、节材、高效、近净(终)成形、无(少)污染的先进制造技术，在材料制备和零件制造业中具有不可替代的地位和作用，已经成为当代材料科学发展的前沿领域。粉末压制成形是粉末冶金工艺中制备高性能材料的一个重要环节，广泛应用于陶瓷、金属、非金属零件制造以及制药行业。

在这方面的研究，多位研究者们提出了多种粉体材料的曲服准则，这些大多从von mises理论引申而来。近年又有学者以岩土材料的力学模型为参考进行这个方向的研究。如coulomb屈服准则以及连续体极限平衡概念由 coulomb提出，这是对土塑性力学方面的最早贡献。最早时使用的就是 mohr-coulomb屈服准则。之后于1952年drucker 和 prager在 mohr-coulomb 屈服准则的基础上做了扩展，提出了新的屈服准则，此模型在主应力空间为一圆锥面，在子午面和π平面上的形状为米塞斯圆。1957年，drucker等人又提出了弹塑性材料硬化模型，在 drucker-prager 圆锥面的基础上加上一个椭圆帽，随着材料应变硬化，圆锥面与椭圆帽子面同时向外扩张，其位置和尺寸由静水应变决定。1968年，roscoe 和 burland根据能量方程建立了cam-clay模型，根据这个模型，之后提出了修正的 cam-clay 模型。该模型的屈服面是由3段组成的：一个剪切破坏面，即线性的drucker-prager 模型，控制材料在剪切作用下流动；一个帽子曲面，引入了压缩导致的屈服，同时也能控制材料在剪切作用下的无限制剪胀现象；一个过渡曲面，光滑地连接剪切破坏面和帽子面，有利于数值计算。

金属粉末成形数值模拟成功的关键因素在于构建准确的本构模型。从前的大多数模型无法准确表述，而相比之下，修正的drucker-prager cap 模型，由于在椭球形屈服面上加了一个剪切屈服面，从而可以更好地表现。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

1. 查阅相关文献资料，了解钛及钛合金制备、加工技术的发展、研究及应用现状，明确研究背景及目的，确定研究方案；

2. 查阅文献了解粉末压制成形的基本原理与理论，熟悉常用的粉末成形材料本构方程及实验测试研究方法，制定实验方案，设计实验工装模具；

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，确定方案，完成开题报告；

第4－6周：设计加工实验工装及模具，准备实验原材料；

第7－10周：对钛合金粉料进行模压试验，对压坯进行单轴压缩和径向压缩（巴西圆盘）实验，测得所需实验数据；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]肖祥芷，王孝培. 中国模具工程大典第4卷[m]．北京：电子工业出版社，2007.

[2]李春峰.高能率成形技术[m].北京：国防工业出版社，2001.

[3]胡建华, 尚会森, 程呈,等. 金属粉末压制成形理论与工艺进展[j]. 热加工工艺, 2012, 41(20):45-48.