本文關(guān)鍵詞：面向再制造的高壓水射流清洗研究與應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 再制造清洗 高壓水射流 噴嘴結(jié)構(gòu)優(yōu)化 涂層清洗

【摘要】：隨著社會的逐步發(fā)展,依靠資源消耗來發(fā)展經(jīng)濟已經(jīng)越來越難以實現(xiàn),自然資源終有枯竭的一天,而再制造便是世界各國所能共同接受的一種有效減少資源消耗的手段,其可以極大增加資源的重復(fù)利用率,同時減少生成廢棄物,削弱對環(huán)境的壓力。再制造清洗是再制造工作的先決條件,進行再制造的零部件的清洗質(zhì)量直接制約著探傷、檢測、修復(fù)、裝配等后續(xù)工藝,因而需要受到足夠重視。傳統(tǒng)的再制造清洗一般采用人工清洗、化學(xué)清洗、高溫焚燒、拋丸等,存在污染重、成本高、工人勞動強度高等問題,因此,本課題提出把高壓水射流技術(shù)移植到到再制造工作中。高壓水射流,即是通過高壓泵等設(shè)備為常壓下的水加壓,達到幾兆帕以上甚至幾百兆帕,然后通過較小孔徑的噴嘴而轉(zhuǎn)變成為高速的微細水射流,使之蘊含極大的沖擊能量,從而完成一定任務(wù)的技術(shù)。高壓水射流清洗運用物理手段,利用高壓水射流的沖擊性能對污染物進行清理,并且對用過的水加以過濾循環(huán)使用,進一步降低成本,可以解決以上手段遇到的多數(shù)問題。本課題圍繞高壓水射流清洗,利用COMSOL Multiphysics模擬分析噴嘴內(nèi)流場分布,研究不同噴嘴參數(shù)時對流場的影響,比較了噴嘴軸線速度與出口徑向速度的分布情況,從而優(yōu)化噴嘴結(jié)構(gòu),為噴嘴選用給出建議。開發(fā)了適用于試驗研究的高壓水射流試驗臺,實現(xiàn)了被清洗物的裝夾、靶距調(diào)節(jié)、靶面橫移速度調(diào)節(jié)、水射流壓力調(diào)節(jié)等功能；選擇鑄鐵件表面涂層為研究對象,試驗分析了不同靶距、壓力、橫移速度等情況下鑄鐵件表面涂層的去除規(guī)律,對于涂層去除率的量化問題,摒棄稱重等舊方法,創(chuàng)造性地引入計算機圖像處理手段,對試驗后的材料進行成像處理,而后利用原有涂層與露出的鑄鐵基體顏色不同進行色域區(qū)分,進而可以統(tǒng)計出實際涂層清洗面積；分析各因素對清洗效果的單因素影響規(guī)律,同時利用響應(yīng)面分析方法建立響應(yīng)面模型,得出多因素復(fù)合影響的方程式,分析多因素復(fù)合清洗規(guī)律,優(yōu)化工藝參數(shù)組合。利用高壓水射流對再制造零部件進行清洗,強大的沖擊力會對表面質(zhì)量產(chǎn)生影響,為了研究這種影響的程度,通過白光干涉儀觀測了清洗過后鋼材料基體表面的粗糙度變化范圍,并對表面進行細致觀察,查找到形狀特殊的孔洞,對孔洞進行了形貌分析。課題研究成果可為高壓水射流在再制造清洗中的應(yīng)用提供方案選擇及理論、技術(shù)支持。
【關(guān)鍵詞】：再制造清洗 高壓水射流 噴嘴結(jié)構(gòu)優(yōu)化 涂層清洗
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O358;TB490
【目錄】：

• 摘要9-11
• Abstract11-13
• 第1章 緒論13-23
• 1.1 論文研究背景和意義13-15
• 1.2 高壓水射流清洗技術(shù)介紹及噴嘴形式15-18
• 1.2.1 高壓水射流清洗技術(shù)特點15
• 1.2.2 噴嘴型式15-18
• 1.3 研究現(xiàn)狀綜述18-20
• 1.4 研究目的及研究方法20-21
• 1.4.1 研究目的20
• 1.4.2 研究方法20-21
• 1.5 研究內(nèi)容21-23
• 第2章 噴嘴內(nèi)部流場的仿真分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化23-35
• 引言23
• 2.1 水射流噴嘴的仿真分析方案23-26
• 2.1.1 COMSOL Multiphysics軟件介紹23
• 2.1.2 噴嘴結(jié)構(gòu)23-24
• 2.1.3 相關(guān)參數(shù)計算24-25
• 2.1.4 建立模型及求解25-26
• 2.2 噴嘴結(jié)構(gòu)對內(nèi)部流場的影響26-34
• 2.2.1 噴嘴收縮角對內(nèi)部流場的影響26-29
• 2.2.2 噴嘴出口直徑對內(nèi)部流場的影響29-32
• 2.2.3 噴嘴出口段長度對內(nèi)部流場的影響32-34
• 2.3 本章小結(jié)34-35
• 第3章 高壓水射流清洗涂層試驗研究35-49
• 引言35
• 3.1 噴嘴及設(shè)備介紹35-39
• 3.2 試驗材料39-40
• 3.3 單因素清洗效果研究40-43
• 3.3.1 試驗方案40
• 3.3.2 試驗步驟40-41
• 3.3.3 試驗結(jié)果41-43
• 3.4 水射流清洗工藝條件的優(yōu)化43-47
• 3.4.1 響應(yīng)面法擬合清洗方程及優(yōu)化清洗參數(shù)43-44
• 3.4.2 模型分析與結(jié)果44-46
• 3.4.3 響應(yīng)面圖形分析46-47
• 3.5 本章小結(jié)47-49
• 第4章 高壓水射流清洗對基體損傷試驗研究49-55
• 引言49
• 4.1 試驗材料49-50
• 4.2 試驗方案50
• 4.3 表面粗糙度變化分析50-52
• 4.4 表面損傷微觀形貌觀察52-53
• 4.5 本章小結(jié)53-55
• 第5章 總結(jié)與展望55-57
• 5.1 總結(jié)55
• 5.2 展望55-57
• 參考文獻57-61
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參與科研項目61-63
• 致謝63-64
• 附件64

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