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

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【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(jì)已經(jīng)越來越難以實(shí)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(shí)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(jìn)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(qiáng)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(dá)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(xì)水射流,使之蘊(yùn)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(yùn)用物理手段,利用高壓水射流的沖擊性能對污染物進(jìn)行清理,并且對用過的水加以過濾循環(huán)使用,進(jìn)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(shí)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(yàn)研究的高壓水射流試驗(yàn)臺,實(shí)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(yàn)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(jì)算機(jī)圖像處理手段,對試驗(yàn)后的材料進(jìn)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(jìn)行色域區(qū)分,進(jìn)而可以統(tǒng)計(jì)出實(shí)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(shí)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(jìn)行清洗,強(qiáng)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(jìn)行細(xì)致觀察,查找到形狀特殊的孔洞,對孔洞進(jìn)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(diǎn)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(jì)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(yàn)研究35-49
• 引言35
• 3.1 噴嘴及設(shè)備介紹35-39
• 3.2 試驗(yàn)材料39-40
• 3.3 單因素清洗效果研究40-43
• 3.3.1 試驗(yàn)方案40
• 3.3.2 試驗(yàn)步驟40-41
• 3.3.3 試驗(yàn)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(yàn)研究49-55
• 引言49
• 4.1 試驗(yàn)材料49-50
• 4.2 試驗(yàn)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(xiàn)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(xiàng)目61-63
• 致謝63-64
• 附件64

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1 盧朝棟;;高壓水射流特性及噴射巖石破碎機(jī)理[J];國外地質(zhì)勘探技術(shù);1981年10期

2 鐘聲玉,廖其奠,朱勇;噴嘴結(jié)構(gòu)對高壓水射流性能影響的研究[J];水動力學(xué)研究與進(jìn)展;1987年04期

3 劉嬌月;楊聚慶;吳柏林;;基于柴油機(jī)組的高壓水射流設(shè)備[J];實(shí)驗(yàn)室研究與探索;2013年07期

4 李少華,張衛(wèi)會,李泓源,李學(xué)武;高壓水射流除垢機(jī)理研究[J];水動力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯);1995年01期

5 盧朝棟;;高壓水噴射鉆孔的新進(jìn)展[J];國外地質(zhì)勘探技術(shù);1980年01期

6 倪紅堅(jiān);王瑞和;張延慶;;高壓水射流作用下巖石破碎機(jī)理及過程的數(shù)值模擬研究[J];應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué);2005年12期

7 鄭長成,鄧紅衛(wèi);高壓水射流掏土糾偏的實(shí)驗(yàn)研究[J];常德師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年01期

8 廖華林;李根生;熊偉;;超高壓水射流輔助破巖鉆孔研究進(jìn)展[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2002年S2期

9 李海軍,何遠(yuǎn)航,段卓平,張慶明;超高壓水射流形成過程中的壓力損失研究[J];高壓物理學(xué)報(bào);2004年02期

10 李根生;廖華林;;超高壓水射流沖蝕切割巖石斷口微觀斷裂機(jī)理實(shí)驗(yàn)研究[J];高壓物理學(xué)報(bào);2005年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 孔慶忠;房彥偉;畢俊喜;;超高壓水射流發(fā)生器壓力分析[A];第一屆全國流體動力及控制工程學(xué)術(shù)會議論文集（第二卷）[C];2000年

2 陳金華;;高壓水射流破煤鉆孔技術(shù)試驗(yàn)研究[A];第六屆全國煤炭工業(yè)生產(chǎn)一線青年技術(shù)創(chuàng)新文集[C];2011年

3 劉庭成;丁宇;王友乾;;向傳統(tǒng)挑戰(zhàn)的高壓水射流新技術(shù)[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國科協(xié)2000年學(xué)術(shù)年會文集[C];2000年

4 薛勝雄;浩軍;毅斌;陳正文;永強(qiáng);華清;于雷;;超高壓水射流除銹機(jī)理試驗(yàn)研究[A];2004“安徽制造業(yè)發(fā)展”博士科技論壇論文集[C];2004年

5 李根生;沈忠厚;王瑞和;;高壓水射流——一種高效、低成本、無污染的清洗切割新技術(shù)[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國科協(xié)2000年學(xué)術(shù)年會文集[C];2000年

6 王棟;;高壓水射流輔助機(jī)械破巖技術(shù)的研究進(jìn)展[A];2012年中鐵隧道集團(tuán)低碳環(huán)保優(yōu)質(zhì)工程修建技術(shù)專題交流會論文集[C];2012年

7 楊友勝;朱玉泉;李壯云;;中高壓水射流反推力測量[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2005論文摘要集（上）[C];2005年

8 樂軍;李浩平;;高頻高壓雙擊射流快速破堵技術(shù)的研究[A];煤礦機(jī)電一體化新技術(shù)及裝備學(xué)術(shù)研討論文專集[C];2003年

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1 周國洪;超高壓水射流設(shè)備研制成功[N];中國鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)報(bào);2004年

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1 徐依吉;超高壓水射流理論與應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];西南石油學(xué)院;2004年

2 薛勝雄;超高壓水射流自動爬壁除銹機(jī)理與成套設(shè)備技術(shù)[D];浙江大學(xué);2005年

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1 郭琦;面向再制造的高壓水射流清洗研究與應(yīng)用[D];山東大學(xué);2015年

2 姜延偉;超高壓水射流對微生物生物活性、生命結(jié)構(gòu)、生理特性的影響研究[D];西南交通大學(xué);2008年

3 李倩;高壓水射流在松軟煤層中鉆深長孔的實(shí)驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2008年

4 王楠;直筒橫腔工件的高壓水射流去毛刺研究[D];長春理工大學(xué);2009年

5 劉軍壯;高壓水射流在再制造清洗中的應(yīng)用[D];山東大學(xué);2012年

6 覃兆勇;高壓水射流破煤巖實(shí)驗(yàn)研究[D];西南石油大學(xué);2014年

7 張嘯;高壓水射流割縫的破煤機(jī)理及實(shí)驗(yàn)研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2009年

8 陳斌;單噴嘴高壓水射流靶物探測參數(shù)優(yōu)化[D];安徽理工大學(xué);2012年

9 李夢;高壓水射流反射聲實(shí)時(shí)采集與特征值提取方法的研究[D];安徽理工大學(xué);2012年

10 王存林;超高壓水射流殺菌研究[D];西南交通大學(xué);2007年

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本文編號：916376