Materialmodellen (CMP97) simulerar kompaktering och sintring av (främst hård-) metallpulver. CMP97 har utvecklats vid LiTH/Hållfasthet (kompakteringen) och KTH/Metallo­grafi/BRIEE (sintring), i samarbete med AB Sandvik Coromant, AB Sandvik Hard Materials, SECO TOOLS AB, Uniroc AB samt med ekonomiskt stöd av Nutek. Här följer en beskrivning av några utmärkande egenskaper.

Kompaktering

• I grunden en CAP-modell + deformations­inducerad anisotropi (kinematiskt hårdnande); icke-associerad flytlag; dragbrottkriterium enligt Hillerborg, Nilsson, Ottosen & Dahlblom
  
  
• Hårdnandeparametrar: ett skalärt mått på "graden av anisotropi" e; samt en tensorstorhet C som pekar ut huvudriktningarna i den upplupna plastiska deformationen och varur relativ densitet erhålles som d = det(C); det kinematiska skiftet K är koaxialt med C
  
  
• Spänningsparametrar: 1. och 2. invarianterna J₁ och (av deviatorn); formen på spänning som en vinkel J_j  i  J₁, -planet
  
  
• Flytriktning: j_A bestäms som en relation mellan distorsions- (skjuvn.) och volumetrisk töjning, mätt som en vinkel i invariantplanet I₁, (dual till J₁, )
  
  
• Materialparametrar: mappas från experiment med en nyutvecklad interpolations­teknik (FE+LSQ)
  
  
  • K(d,e), G(d,e) elastiska moduler
  • X(d) kompressibilitet
  • kohesion C₀(d) » dragbrottspänning s_t
  • tryckbrottspänning Y(d)
  • h(d,e,J_j) amplituden hos det kinematiska hårdnandet
  • j_A(d,e,J_j) aktuell flytriktning

Sintring

• Visko-elastisk, med moduler K* och G*
• Sinterspänning s^s som representerar kapillärkrafterna dvs. ”krympdrivet”
• mix av fysikaliska parametrar (yt- och volymsdiff.koeff., storlek på hårdkornen, m.fl.) och fenomenologiska parametrar (t.ex. en ”mobilitetsfaktor” x som hanterar det markanta -beroendet hos K* och G*)

FE-implementering
DYNA2D, DYNA3D, förenklad modell (1D-funktioner, ej FE+LSQ) CMP01 i LS-DYNA

Tillämpningar
Pressning + sintring av ”hårdmetallbricka” RNXX, se figur nedan: blå kontur = startkonf. med d = 0.42, grön kontur = kompakterad till d  » 0.56 , röd mesh =  sintrad med hålltemp. 1250 °C och hålltid 3 t till d » 0.93 , * = uppmätt efter sintring.