【摘要】：磨料水射流加工技術(shù)具有無污染、工藝適用性強、加工成本低等優(yōu)點,在切割、清洗、除銹等行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用。如果能把磨料水射流加工技術(shù)成功應(yīng)用到大規(guī)模的板帶生產(chǎn)線上替代酸洗進(jìn)行除鱗,將會實現(xiàn)較好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。針對目前磨料水射流除鱗的理論和實驗研究相對較少,本文通過理論、模擬和實驗的方式對磨料水射流除鱗相關(guān)工藝參數(shù)的影響規(guī)律進(jìn)行了研究,并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了磨料水射流除鱗的專用實驗裝置,為磨料水射流除鱗的研究和實際應(yīng)用提供參考。主要研究內(nèi)容如下:(1)依據(jù)射流的徑向和軸向速度分布規(guī)律,推導(dǎo)出射流中任意質(zhì)點處的射流速度,并在此基礎(chǔ)上建立了射流速度與相關(guān)工藝參數(shù)之間的關(guān)系;進(jìn)而以射流速度為中間量,依據(jù)液-固兩相流動力學(xué)特性,建立磨粒速度與各工藝參數(shù)之間的關(guān)系式;最后以磨粒速度為中間量,通過建立塑性材料和脆性材料的加工模型,得到磨粒沖擊力與各工藝參數(shù)之間的關(guān)系,為準(zhǔn)確分析和精確控制加工結(jié)果提供了理論依據(jù)。(2)利用FLUENT軟件模擬了噴射距離、噴射壓力和噴射角度等工藝參數(shù)對流場特性的影響,分析了各工藝參數(shù)對磨粒的沖擊速度和沖擊寬度的影響。(3)利用LS-DYNA軟件模擬了單顆磨粒在不同的沖擊速度、沖擊角度和磨料粒徑等參數(shù)下沖擊工件,以進(jìn)一步掌握相關(guān)工藝參數(shù)對沖擊面的影響規(guī)律。(4)在特定工藝參數(shù)下進(jìn)行磨料水射流除鱗實驗,提取實驗結(jié)果中除鱗寬度和除鱗橫截面形貌等數(shù)據(jù),并與模擬得到的磨粒沖擊寬度和沖擊速度等分布規(guī)律進(jìn)行對比分析,進(jìn)一步分析各工藝參數(shù)對除鱗效率和除鱗均勻性的影響。(5)在相關(guān)理論、模擬和實驗的基礎(chǔ)上,設(shè)計了磨料水射流除鱗實驗臺,完成高壓泵、噴嘴等核心部件的計算選型,模擬驗證了水力旋流器對不同粒徑磨料進(jìn)行分離的可行性。本文通過理論分析、數(shù)值模擬及實驗研究,進(jìn)一步掌握了磨料水射流的運動規(guī)律及其對沖擊加工的影響,有利于盡快實現(xiàn)磨料水射流技術(shù)替代酸洗除鱗,促進(jìn)綠色生態(tài)環(huán)保型高精度智能化除鱗裝置的開發(fā)與應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG664

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2575012