基于LS-DYNA仿真的射流加工參數(shù)分析
本文選題:磨料水射流 + LS-DYNA; 參考:《表面技術(shù)》2017年10期
【摘要】:目的通過LS-DYNA對(duì)磨料射流沖蝕切削進(jìn)行仿真,研究相關(guān)工藝參數(shù)對(duì)切削參數(shù)的影響。方法采用磨料水射流對(duì)Al_2O_3陶瓷進(jìn)行了單點(diǎn)沖蝕仿真和切削仿真研究,其中水和磨料粒子采用SPH方法建模,氧化鋁陶瓷工件采用FEM方法建模,并通過SPH-FEM耦合算法,實(shí)現(xiàn)射流沖蝕切削過程的仿真。結(jié)果分析射流沖蝕過程仿真和切削過程仿真可知,射流加工前期,由于射流中磨粒碰撞與反彈,使壁面成不規(guī)則"V"型。初始階段,切深隨計(jì)算時(shí)間呈線性增加,同時(shí)壁面對(duì)磨粒產(chǎn)生制約作用,從而使加工處的孔深基本不再增加。由于磨粒在沖蝕處壁面底部的沖蝕作用,使凹坑底部寬度增加并迅速趨于穩(wěn)定。同時(shí)切削仿真與沖蝕仿真也存在一定區(qū)別,主要由于切削過程設(shè)定了移動(dòng)速度。結(jié)論將仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較可知,切削深度隨著泵壓的增大而成線性增大,切深隨磨料流量的增大而增大,隨靶距和橫移速度的增大而減小。其中切深與磨料流量、靶距、橫移速度均為非線性關(guān)系,工件最大切深與計(jì)算時(shí)間不呈線性關(guān)系增長。
[Abstract]:Aim to simulate the abrasive jet cutting by LS-DYNA and to study the influence of relevant technological parameters on the cutting parameters. Methods the single point erosion simulation and cutting simulation of Al_2O_3 ceramics were carried out by abrasive water jet. The water and abrasive particles were modeled by SPH method, the alumina ceramic workpieces were modeled by FEM method, and the SPH-FEM coupling algorithm was used. The simulation of jet erosion cutting process is realized. Results by analyzing the simulation of jet erosion process and cutting process, it can be seen that in the early stage of jet processing, the wall becomes irregular "V" type due to the impact and rebound of abrasive particles in the jet. At the initial stage, the tangent depth increases linearly with the calculation time, and the wall is restricted by the abrasive particles, which makes the hole depth in the machining place basically not increase. The width of the bottom of the pit increases and tends to stabilize rapidly because of the erosion of the abrasive particles at the bottom of the wall. At the same time, there are some differences between cutting simulation and erosion simulation, mainly because the cutting process sets the moving speed. Conclusion compared with the experimental results, the cutting depth increases linearly with the increase of pump pressure, the cutting depth increases with the increase of abrasive flow rate, and decreases with the increase of target distance and transverse velocity. The relationship between cutting depth and abrasive flow, target distance and transverse velocity is nonlinear, and the maximum cutting depth of workpiece does not increase linearly with calculating time.
【作者單位】: 江南大學(xué)江蘇省食品先進(jìn)制造裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51575237)~~
【分類號(hào)】:TQ174.6
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