電火花加工是目前應(yīng)用非常廣泛的特種加工方法之一,它是基于兩電極之間火花放電產(chǎn)生的高溫對材料進(jìn)行蝕除。放電通道作為加工的熱源,是影響放電蝕除的最直接因素,因此本文通過仿真與觀測實驗對放電通道的特性進(jìn)行研究,并進(jìn)一步研究放電凹坑的形成過程,探索放電通道的特性對凹坑的影響。通過耦合傳熱場、流場及電磁場建立放電通道模型,仿真得到放電通道的各物理場分布結(jié)果,發(fā)現(xiàn)通道的溫度在中心達(dá)到最高,自該點向四周逐漸減小;電極表面的熱通量在放電中心點處最高,并沿徑向逐漸減小;壓力在放電通道中心軸處達(dá)到最大,并沿徑向逐漸減小、沿軸向變化不大;極間介質(zhì)在電極表面附近向通道中心軸流動,在間隙中心附近背向中心軸流動,形成兩個對稱的漩渦;通道中心軸附近的極間介質(zhì)電勢呈現(xiàn)出在電極表面附近下降快,在間隙中心附近下降慢的不均勻變化趨勢。同時研究了不同放電電流、放電間隙、極間介質(zhì)及外加磁場對通道特性的影響,其中外加磁場后,通道的熱通量及壓力有較明顯的增加。將上述放電通道模型的熱通量及壓力仿真結(jié)果作為輸入建立放電凹坑模型,仿真得到放電凹坑的形成過程及最終形貌,發(fā)現(xiàn)放電凹坑的直徑及深度在開始階段迅速增加,隨后增加速度減緩,直至放電... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

放電過程示意圖

圖 1-1 放電過程示意圖[3]仿真研究現(xiàn)狀及分析上是等離子體，其受到多種因素的影響而呈工的熱源，放電通道的特性直接影響放電點對通道進(jìn)行深入的研究。人[4]運用三大守恒定律（質(zhì)量、動量及能的影響，建立了放電通道模型，但是模型中考慮介質(zhì)熱分解等所損失的能量。 等人[5]運用三大守恒定律，并結(jié)合輻射等1-2 所示。但模型中沒有考慮電磁場的影響兩電極和放電通道的相互作用，因此導(dǎo)致

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文早川伸哉等人[6]基于三大守恒定律及麥克斯韋方程組建立了放電通道模型，采限差分法求解，得到放電通道的溫度場、流場及電磁場的分布結(jié)果，該研究注到了兩電極放電受熱點處的材料因蒸發(fā)而產(chǎn)生的電極蒸汽運動到極間對放道產(chǎn)生的影響，但是沒有對放電參數(shù)對放電通道的影響進(jìn)行深入的分析。對于微細(xì)電火花加工，Dhanik Sandeep 等人[7]、Chu X 等人[8]和 Wang K 等人[9]對放電通道建立了仿真模型，計算了通道的溫度、壓力及半徑隨時間的變化及能量分布，并討論了不同放電條件對其的影響。彭子龍等人[10]建立了通道磁場的物理模型，通過仿真得到了磁場的變化規(guī)律，其對加工效果有較大的。對于放電通道的形狀研究，亓利偉等人[11]發(fā)現(xiàn)，放電通道在一個脈沖的時間其位置和形狀并不是一直保持不變的，結(jié)果如圖 1-3 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]激光等離子體中自生磁場和熱流的數(shù)值模擬[J]. 阿依坎拜爾,阿不都熱蘇力.  激光雜志. 2018(01)
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[3]磁場對電火花放電通道的影響研究[J]. 武書昆,莊曉舜,劉燁彬,朱燁添,裴景玉.  電加工與模具. 2017(S1)
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[5]電火花單脈沖放電加工的電熱模型與實驗研究[J]. 陳日,郭鐘寧,劉江文,羅紅平.  制造業(yè)自動化. 2014(14)
[6]基于等效熱容法和焓法的相變傳熱數(shù)值分析[J]. 潘艾剛,王俊彪,張賢杰.  計算機(jī)仿真. 2014(02)
[7]低溫等離子體數(shù)值模擬方法的分析比較[J]. 袁忠才,時家明,黃勇,馬柳.  核聚變與等離子體物理. 2008(03)
[8]放電通道的微觀模擬及其物理性能研究[J]. 崔景芝,王振龍.  電加工與模具. 2007(01)
[9]放電通道的波動性與電火花加工機(jī)理[J]. 亓利偉,樓樂明,李明輝.  上海交通大學(xué)學(xué)報. 2001(07)
[10]激光等離子體流場的數(shù)值模擬[J]. 倪曉武,王文中,陸建.  光電子·激光. 1998(02)

碩士論文
[1]電熔爆等離子體電弧的模擬仿真[D]. 米樂.中北大學(xué) 2016



本文編號：3265950