苜蓿振動(dòng)壓縮成型過程中的力鏈演變

杜海君，雷 霆，張永安，武 佩，馬彥華※，布 庫(kù)

（1. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，內(nèi)蒙古自治區(qū)草業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)智能裝備工程技術(shù)研究中心，呼和浩特 010018；2. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所，呼和浩特 010010）

0 引 言

苜蓿塊是依靠對(duì)模具內(nèi)的揉碎苜蓿施壓，克服物料本身的變形阻力、物料間的摩擦力、物料與模具摩擦力而致密成型。成型塊不僅能有效保留苜蓿原有的營(yíng)養(yǎng)成分，而且方便運(yùn)輸，是苜蓿貯存的主要形式之一。

物料在壓縮成型過程中的力學(xué)行為會(huì)影響成型塊的密度和壓縮能耗。近年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)生物質(zhì)壓縮成型過程中的應(yīng)力應(yīng)變行為進(jìn)行了大量研究。李永奎等基于離散元方法分析了壓縮位移、模具孔徑和錐角對(duì)玉米秸稈粉料在壓縮過程中的壓縮與應(yīng)力松弛曲線的影響。涂德浴等應(yīng)用有限體積元法建立了生物質(zhì)成型過程的力學(xué)特性模型，分析了物料在成型過程中各階段的等效應(yīng)力和應(yīng)變的變化規(guī)律。Xin等基于彈塑性理論和接觸分析原理，建立了秸稈類生物質(zhì)的壓縮過程三維仿真模型，揭示了壓縮過程的蠕變規(guī)律。上述對(duì)生物質(zhì)壓縮過程力學(xué)行為研究主要側(cè)重于在外載荷作用下顆粒物料體系表現(xiàn)出來的受力及變形等宏觀力學(xué)行為。

顆粒物料體系表現(xiàn)的靜態(tài)堆積特性和動(dòng)態(tài)流變特性都與細(xì)觀尺度力鏈的結(jié)構(gòu)及演變規(guī)律直接相關(guān)。力鏈不僅是宏觀顆粒體系的細(xì)觀力學(xué)行為，也是外載荷的傳遞路徑。學(xué)者們主要采用接觸式試驗(yàn)和離散元模擬兩種方法，對(duì)巖土、金屬粉末及顆粒在剪切、壓縮狀態(tài)下的力鏈結(jié)構(gòu)及其演變過程進(jìn)行了研究。

孫其誠(chéng)等對(duì)重力作用下的顆粒物質(zhì)進(jìn)行了離散動(dòng)力學(xué)模擬，對(duì)力鏈分布特征、接觸力規(guī)律做了量化分析。Zhang等試驗(yàn)研究了剪切系統(tǒng)中的力鏈分布，與等速壓縮系統(tǒng)相比，力鏈分布略有不同。Iikawa等利用光彈法研究顆粒被壓實(shí)過程中力鏈結(jié)構(gòu)演化過程，發(fā)現(xiàn)顆粒間力的增加與力鏈方向的無序性呈負(fù)相關(guān)。張煒等利用離散元法對(duì)金屬粉末在高速壓制中力鏈演變規(guī)律進(jìn)行分析，探究細(xì)觀力鏈和宏觀體系內(nèi)應(yīng)力間關(guān)系。左苗苗利用離散元法對(duì)高頻振動(dòng)下固體顆粒力鏈演變進(jìn)行分析，在振動(dòng)條件下傳力過程為平衡—打破—新平衡的反復(fù)過程。

針對(duì)于生物質(zhì)壓縮過程中的力鏈研究鮮少報(bào)道，李震等基于離散元法對(duì)沙柳細(xì)枝顆粒進(jìn)行了單軸靜態(tài)壓縮，分析了壓縮過程中的力鏈結(jié)構(gòu)及其演變過程。力鏈?zhǔn)且环N隨機(jī)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，力鏈網(wǎng)絡(luò)不僅與顆粒物料本身的性質(zhì)有關(guān)，還受外部載荷等外界控制參數(shù)的影響。在苜蓿壓縮過程中，疊加的振動(dòng)力場(chǎng)將影響力鏈的分布特性及其演變規(guī)律。因此本文采用離散元模擬方法進(jìn)行苜蓿振動(dòng)壓縮過程力鏈結(jié)構(gòu)及演變過程的研究。從細(xì)觀尺度分析振動(dòng)壓縮過程中被壓縮物料的力學(xué)特性，進(jìn)而探究振動(dòng)對(duì)壓縮過程的作用機(jī)理，優(yōu)化振動(dòng)壓縮工藝參數(shù)。

1 離散元仿真與模型驗(yàn)證

1.1 接觸模型

離散單元法（Discrete Element Method，DEM）是由Peter Cundall在1971年提出的一種顆粒物料微觀力學(xué)分析方法，其建立在牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律基礎(chǔ)上。顆粒間的接觸力學(xué)行為通過離散元中的接觸模型來描述。根據(jù)揉碎苜蓿本身的生物力學(xué)特性，選擇被壓縮物料間的離散元接觸模型為 Edinburgh Elasto-Plastic Adhesion（EEPA），物料與模具之間的接觸模型為Hertz-Mindlin（no-slip）無滑動(dòng)接觸模型。

1.2 模型與試驗(yàn)

采用課題組自主研發(fā)的液壓活塞式壓縮試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行振動(dòng)力場(chǎng)作用下苜蓿壓縮成型試驗(yàn)研究。試驗(yàn)系統(tǒng)工作原理如圖1所示。液壓系統(tǒng)帶動(dòng)壓縮活塞以4.81 mm/s的速度對(duì)苜蓿進(jìn)行壓縮，振動(dòng)系統(tǒng)提供振幅為1 mm，振動(dòng)頻率分別為0 （無振動(dòng)）、15 Hz的振動(dòng)，經(jīng)振動(dòng)桿傳遞到被壓縮物料底部，由NI USB-6210數(shù)據(jù)采集卡采集、記錄壓力傳感器SYL17（量程：0～50 MPa，精度：0.02 MPa/10 MPa）的信號(hào)。

圖1 試驗(yàn)系統(tǒng)工作示意圖 Fig.1 Schematic diagram of test system

試驗(yàn)材料選用2021年8月生產(chǎn)于內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)田的紫花苜蓿，陰干晾曬后將其揉碎。篩分得到半徑為0.6～0.8 mm的苜蓿顆粒，采用GMK-3308型干草水分測(cè)定儀測(cè)量其含水率，約為18%。

隨機(jī)選取壓縮物料內(nèi)任一位置的壓縮應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。為保證每次試驗(yàn)壓力傳感器放入的位置一致，試驗(yàn)時(shí)先將17 g揉碎苜蓿顆粒喂入模具內(nèi)，然后放入壓力傳感器，再填入8 g苜蓿。啟動(dòng)液壓系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)活塞以4.81 mm/s的速度下行，同時(shí)啟動(dòng)機(jī)械振動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)壓縮，當(dāng)活塞下行到下行程止點(diǎn)后回程，停止振動(dòng)，完成一次壓縮。

隨機(jī)取40組樣本測(cè)量揉碎后苜蓿顆粒長(zhǎng)度和直徑，根據(jù)測(cè)量結(jié)果將顆粒分為大小兩組，分別取兩組顆粒尺寸的均值來建立苜蓿顆粒模型。小顆粒尺寸半徑為0.6 mm，長(zhǎng)度為5.5 mm；大顆粒尺寸半徑為0.8 mm，長(zhǎng)度為8.6 mm，如圖2a所示。

圖2b為成型模具實(shí)物圖，模具內(nèi)徑40 mm，高度120 mm。圖2c是根據(jù)模具實(shí)際幾何尺寸及約束條件建立的壓縮系統(tǒng)離散元仿真模型，主要由壓縮活塞、成型模具、揉碎苜蓿、振動(dòng)桿組成。

圖2 模具實(shí)物圖及壓縮系統(tǒng)離散元仿真模型 Fig.2 Photo of die and compression system DEM simulation model

仿真參數(shù)主要包括苜蓿、模具的物理特性參數(shù)，及由標(biāo)定試驗(yàn)得到的苜蓿間、苜蓿與模具間的接觸參數(shù)，如表1所示。

表1 材料參數(shù) Table 1 Material parameters

根據(jù)揉碎苜蓿的物理特性，設(shè)置EEPA接觸模型參數(shù)中的表面能（Surface energy）=8.5 J，接觸塑性比（Contact plasticity ratio）=0.8，粘接力黏附指數(shù)（Tensile exp）=20，切向力剛度（Tangential stiff multiplier）=0.67，剛度系數(shù)（Shear modulus）=1.5 MPa。

1.3 模型驗(yàn)證結(jié)果

利用離散元法對(duì)壓縮過程中顆粒力學(xué)特性進(jìn)行準(zhǔn)確的描述，需要確定合理的模型及參數(shù)。但因?qū)嶋H散體形狀的不規(guī)則性、模型簡(jiǎn)化及部分參數(shù)的平均化會(huì)造成模擬結(jié)果和實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果的差異，因此利用壓縮試驗(yàn)來驗(yàn)證離散元模型的可靠性。

將模擬得到的壓縮應(yīng)力隨時(shí)間變化數(shù)據(jù)與壓縮試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，通過絕對(duì)誤差來驗(yàn)證離散元模型的有效性，結(jié)果如圖3。

圖3 有無振動(dòng)壓縮時(shí)壓縮應(yīng)力模擬與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比 Fig.3 Comparison of compressive stress simulation and test data with and without vibration compression

將試驗(yàn)數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行雙樣本T檢驗(yàn)。在顯著性水平=0.05下，假設(shè)N為離散元模擬和試驗(yàn)測(cè)得壓縮應(yīng)力數(shù)據(jù)方差相等，N為兩者方差不相等。經(jīng)假設(shè)檢驗(yàn)知，無振動(dòng)壓縮試驗(yàn)數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)均值相差0.293，振動(dòng)壓縮試驗(yàn)數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)均值相差0.253，在顯著性水平=0.05下接受N，即在相同試驗(yàn)條件下，被壓縮物料內(nèi)同一位置的壓縮應(yīng)力模擬數(shù)據(jù)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)無顯著性差異，認(rèn)為利用建立的離散元模型及模型參數(shù)進(jìn)行揉碎苜蓿壓縮過程力學(xué)行為的仿真試驗(yàn)是可行的。因此本文將借助上述離散元模型及模型參數(shù)來模擬揉碎苜蓿顆粒壓縮過程中力鏈結(jié)構(gòu)及演變機(jī)制。

2 力鏈演變機(jī)制

2.1 軸向力鏈隨時(shí)間演變分析對(duì)比

為了研究壓縮過程中壓力的傳遞機(jī)理、力鏈結(jié)構(gòu)及其動(dòng)態(tài)演變過程，沿軸向?qū)⒛＞邇?nèi)苜蓿顆粒均分為5層，各層設(shè)置一個(gè)測(cè)量塊，用于測(cè)量該層接觸力大小。從上到下依次按高度設(shè)置的測(cè)量塊為1、2、3、4、5，如圖 2c所示。

圖4a、4b分別為無振動(dòng)壓縮和振動(dòng)壓縮條件下測(cè)量塊1～5模擬測(cè)得的各層物料軸向平均壓縮力隨時(shí)間的變化規(guī)律。揉碎后苜蓿為長(zhǎng)條狀顆粒，將其喂入模具后由于苜蓿間的架拱作用使得顆粒空隙較大，同時(shí)苜蓿本身的密度較低，在活塞開始?jí)嚎s的一段時(shí)間內(nèi)，壓力較小，幾乎為零。隨著顆粒間隙被填充，各層物料間軸向壓縮力開始顯著增加。在不同的壓縮條件下，物料各層壓縮力的變化有所不同。

圖4 有無振動(dòng)壓縮過程軸向各層苜蓿顆粒平均壓縮力 隨時(shí)間變化曲線 Fig.4 Curves of average compression force – time in alfalfa particles layer with and without vibration compression

由圖4a可知，在0～0.5 s時(shí)間段，物料內(nèi)壓縮力由上層向下逐漸增加，各層壓縮力差值較小，此階段物料主要受重力作用，使得下層物料較上層物料密度高，接觸緊密。在0.5 ～1.5 s時(shí)間段，最大壓縮力位置開始經(jīng)歷由下層向上層過渡的過程。0.5 s時(shí)刻，在壓縮活塞的作用下，上層物料壓縮力開始打破初始平衡，產(chǎn)生一階躍應(yīng)力，隨后第2層至5層逐漸出現(xiàn)微小的應(yīng)力突變；0.65 s左右，上層壓力值以較大速率增加，在很短時(shí)間內(nèi)，達(dá)到最大，但各層壓縮力差值不大。6 ～13.6 s時(shí)間段，各物料層壓縮力加速變大且各層間壓縮力差值增加，壓縮力出現(xiàn)由上向下遞減的趨勢(shì)，此階段為壓實(shí)物料階段。

模具內(nèi)物料在活塞軸向壓縮和振動(dòng)力場(chǎng)共同作用下，如圖4b。開始?jí)嚎s前，物料在重力作用下，下層物料密度較高，最大壓縮力由下向上遞減；在0～0.2 s時(shí)間段，揉碎苜蓿主要在重力及振動(dòng)力的作用下，打破靜止?fàn)顟B(tài)的力平衡，壓縮力波動(dòng)上漲，下層物料壓縮力漲幅較大。0.2 s后，物料間壓縮力進(jìn)入到平緩階段，直到2.8 s左右，第1層物料受壓縮活塞作用明顯，壓縮力開始快速增加，1、2層壓縮力接近相等。在整個(gè)壓縮過程中，各層壓縮力始終保持由下向上遞減的變化規(guī)律。

在達(dá)到最大壓縮行程時(shí)，各層物料內(nèi)壓縮力的數(shù)值如表 2所示。由表可知，無振動(dòng)壓縮時(shí)，測(cè)量塊1、5間的壓縮力差值為9.46 N；振動(dòng)壓縮時(shí)，測(cè)量塊5、1間的壓縮力差值為4.67 N。說明振動(dòng)均化了物料內(nèi)的壓力，有利于力的傳遞。

表2 各測(cè)量塊內(nèi)平均壓縮力 Table 2 Average compression force in each measuring block N

力鏈演變過程映射了宏觀力學(xué)的變化規(guī)律。力鏈?zhǔn)峭廨d荷和重力作用下顆粒體系內(nèi)顆粒單元相互接觸產(chǎn)生大小不一的接觸力傳遞路徑。圖5是壓縮過程中軸向力鏈演變過程，顏色藍(lán)、綠、紅，代表力鏈強(qiáng)度依次增加。

無振動(dòng)力場(chǎng)作用下，壓縮初始時(shí)刻，在重力作用下，下層物料間接觸緊密，出現(xiàn)了較強(qiáng)的力鏈；隨著壓縮活塞下行，作用于上層物料的壓力逐漸加大，0.5 s時(shí)，上層物料內(nèi)開始形成強(qiáng)力鏈，并向下傳遞，1 s左右，物料內(nèi)各測(cè)量層強(qiáng)力鏈較均勻；在6 s后，強(qiáng)力鏈開始集中于物料頂層，并隨著壓縮行程加大，強(qiáng)力鏈向下延展。在13.6 s時(shí)，即壓縮完成時(shí)刻，強(qiáng)力鏈幾乎延伸到物料下層，但是總體分布依舊由頂部到底部逐漸稀疏，如圖5a所示。

與無振壓縮過程中力鏈結(jié)構(gòu)演化對(duì)比，振動(dòng)壓縮過程中力鏈結(jié)構(gòu)演變過程有所不同，見圖5b。初始狀態(tài)，在重力作用下，底層力鏈強(qiáng)度較大；隨著壓縮過程進(jìn)行，由于物料在重力和振動(dòng)力的作用下，底層物料不斷致密，顆粒間接觸力增加，形成的強(qiáng)力鏈依然集中于底部，并向上傳遞；2.9 s左右，活塞對(duì)上層物料的作用力增加，開始出現(xiàn)強(qiáng)力鏈，并向下傳遞；之后模具內(nèi)物料受到軸向壓力和振動(dòng)力作用，力鏈由上下兩端向中間傳遞，下部振動(dòng)產(chǎn)生的力鏈傳遞距離較大。在壓縮行程結(jié)束時(shí)物料各層內(nèi)強(qiáng)力鏈分布趨于均勻。綜合顆粒平均壓縮力動(dòng)態(tài)變化與力鏈分布（圖4與圖5），在相同工況下，兩者演化過程具有一致對(duì)應(yīng)關(guān)系。

圖5 有無振動(dòng)壓縮時(shí)軸向力鏈演變過程 Fig.5 Evolution of axial force chain with and without vibration compression

顆粒間相互作用的接觸力大小不一，通常用顆粒間平均接觸力作為判斷強(qiáng)弱力鏈的依據(jù)。當(dāng)顆粒間接觸力>時(shí)，顆粒間接觸為強(qiáng)接觸，多個(gè)強(qiáng)接觸連接形成強(qiáng)力鏈；反之為弱接觸，弱接觸形成的力鏈為弱力鏈。強(qiáng)接觸越多，物料被壓縮時(shí)需要的壓縮力就越大。通過EDEM2020數(shù)據(jù)分析軟件，得到壓縮結(jié)束時(shí)成型塊內(nèi)強(qiáng)接觸的軸向分布，如圖6所示。無振動(dòng)壓縮苜蓿時(shí)，成型塊內(nèi)含有39 258個(gè)強(qiáng)接觸，強(qiáng)接觸由上到下逐漸減少，分布不均勻；振動(dòng)壓縮條件下，成型塊內(nèi)含有38 079個(gè)強(qiáng)接觸，強(qiáng)接觸分布較均勻。從強(qiáng)接觸的數(shù)量以及分布現(xiàn)象可知，壓縮過程中疊加振動(dòng)可以降低壓縮力，提高成型塊穩(wěn)定性，其原因是振動(dòng)力場(chǎng)促使苜蓿顆粒局部運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)顆粒間相對(duì)位置關(guān)系，降低“成拱現(xiàn)象”，使顆粒間受力更為均勻。

圖6 有無振動(dòng)壓縮結(jié)束時(shí)苜蓿塊內(nèi)強(qiáng)支撐沿軸向分布圖 Fig.6 Axial distribution of strong contacts in alfalfa block at the end of compression with or without vibration

通過顆粒壓縮力動(dòng)態(tài)變化過程與力鏈分布、演變過程可知：振動(dòng)力場(chǎng)使物料各層間的壓縮力差值變小，力鏈分布更均勻。壓縮過程力鏈演變傳遞方向不同，無振動(dòng)壓縮時(shí)，力鏈由上向下傳遞；振動(dòng)力場(chǎng)作用下，力鏈由上、下兩端向中間傳遞，相比于活塞靜壓力，振動(dòng)產(chǎn)生的力鏈傳遞距離遠(yuǎn)。

2.2 徑向力鏈演變

無振動(dòng)壓縮及振動(dòng)壓縮過程中徑向方向不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)力鏈演變分別如圖7a、7b所示。

圖7 有無振動(dòng)壓縮時(shí)徑向力鏈演變過程 Fig.7 Evolution of radial force chain with or without vibration compression

對(duì)比圖7a、7b可知，初始?jí)嚎s時(shí)刻，由于顆粒體系密度較低，在模具內(nèi)中間物料層的整個(gè)徑向方向幾乎不存在強(qiáng)力鏈；隨著壓縮行程的增加，強(qiáng)力鏈出現(xiàn)在芯部周圍，并且逐漸增強(qiáng)向外傳遞，最終強(qiáng)力鏈向模具壁面延伸，在整個(gè)徑向方向強(qiáng)力鏈分布趨于均勻。在相同時(shí)刻，振動(dòng)壓縮條件下，強(qiáng)力鏈的分布密度及強(qiáng)度均小于無振動(dòng)壓縮時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)力鏈。說明振動(dòng)可以均化被壓縮物料的內(nèi)應(yīng)力，使其產(chǎn)生的膨脹變形以及變形力均小于無振動(dòng)壓縮，因此成型塊出模后能夠很好地保持其原有的形狀。

2.3 孔隙率

孔隙率是指致密成型塊中空隙體積的占比。成型過程中孔隙率的變化規(guī)律間接反映了顆粒體積占比的變化，其直接影響力鏈的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性。利用EDEM2020軟件中傳感器模塊得出壓縮過程中軸向孔隙率變化規(guī)律如圖8。

圖8 有無振動(dòng)壓縮時(shí)軸向各層苜?？紫堵首兓€ Fig.8 Porosity curves of each alfalfa layer in the axial direction with or without vibration compression

無振動(dòng)壓縮過程中，在開始時(shí)刻頂層物料孔隙率高，孔隙率由上向下逐層遞減，主要原因是揉碎苜蓿處于自由堆積狀態(tài)，在重力作用下頂部最為松散。隨著壓縮活塞下行，頂部孔隙率隨即發(fā)生突變，上兩層孔隙率降為最低，說明壓縮力使接近壓縮力作用點(diǎn)處的物料首先產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)及變形。在壓實(shí)中后期，因?yàn)槟＞叩撞繌?qiáng)約束而產(chǎn)生的反作用力，使底部揉碎苜蓿的孔隙率下降速度加快；最終出現(xiàn)上層、下層物料孔隙率較小，中間偏下層物料空隙率較大。

振動(dòng)壓縮過程中，在開始時(shí)刻頂層物料孔隙率最高，逐層遞減。在壓縮活塞軸向壓力以及振動(dòng)力場(chǎng)的作用下，模具內(nèi)各層物料的孔隙率基本保持由上向下的遞減趨勢(shì)。相比于無振動(dòng)壓縮，在壓縮行程末，各層物料孔隙率差值較小，無振動(dòng)壓縮時(shí)松散與密實(shí)兩層之間的孔隙率絕對(duì)差值為3.65個(gè)百分點(diǎn)，而振動(dòng)壓縮松散與密實(shí)兩層之間的孔隙率絕對(duì)差值為2.71個(gè)百分點(diǎn)，說明振動(dòng)不僅增強(qiáng)了力鏈的傳遞，同時(shí)振動(dòng)有利于增加物料被壓實(shí)的均勻性。

3 結(jié) 論

1）基于離散元仿真模型，進(jìn)行了揉碎苜蓿壓縮力分布及傳遞研究。無振動(dòng)壓縮過程中，在壓實(shí)階段壓縮力從上向下逐層遞減分布；振動(dòng)壓縮時(shí)，整個(gè)壓縮過程中壓縮力由從下向上逐層遞減分布。物料內(nèi)各層壓縮力分布不均勻，無振動(dòng)力場(chǎng)作用下，壓縮力最大差值為9.46 N，振動(dòng)力場(chǎng)作用下，壓縮力最大差值為4.67 N。說明振動(dòng)有利于應(yīng)力傳遞。

2）無振動(dòng)壓縮過程中，揉碎苜蓿內(nèi)軸向力鏈從上至下傳遞，強(qiáng)力鏈分布密度亦從上到下逐層遞減，壓縮苜蓿到最大程度時(shí)，成型塊內(nèi)強(qiáng)接觸數(shù)量為39 258個(gè)；振動(dòng)壓縮前期，力鏈由下向上傳遞，后期則是上下同時(shí)向中間傳遞，強(qiáng)力鏈分布較為均勻，壓縮苜蓿到最大程度時(shí)，強(qiáng)接觸為38 079個(gè)。徑向方向隨著壓縮行程的增加，強(qiáng)力鏈出現(xiàn)在芯部周圍，并且逐漸增強(qiáng)向外傳遞，最終強(qiáng)力鏈向模具壁面延伸，在整個(gè)徑向方向強(qiáng)力鏈分布趨于均勻。在相同時(shí)刻，振動(dòng)壓縮條件下，強(qiáng)力鏈的分布密度及強(qiáng)度均小于無振動(dòng)壓縮時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)力鏈。

3）在無振動(dòng)壓縮時(shí)軸向各層孔隙率表現(xiàn)為上層、下層物料孔隙率較小，中間偏下層物料空隙率較大，疏密兩層孔隙率絕對(duì)差值為3.65個(gè)百分點(diǎn)；振動(dòng)壓縮條件下模具內(nèi)各層物料的孔隙率基本保持由上向下的遞減趨勢(shì)，疏密兩層孔隙率絕對(duì)差值為2.71個(gè)百分點(diǎn)。相比于無振動(dòng)壓縮，在壓縮行程末，各層物料孔隙率差值較小。