發(fā)布時間：2022-02-15 20:22

　　磨粒流拋光技術是作為一種提高表面質量的非傳統(tǒng)光整加工技術,在軍工和民用領域具有重要應用。固-液兩相磨粒流拋光技術是以流體為載體,帶動磨粒在待加工通道或表面上進行無規(guī)則的運動,從而對待加工表面進行無規(guī)則的碰撞來完成對待加工表面的微切削,以達到光整加工的目的。因此對于磨粒運動規(guī)律的研究在磨粒流拋光技術研究中起至關重要的作用。為探究磨粒流拋光過程中磨粒運動對磨粒流光整加工效果的影響,本文采用直接模擬蒙特卡羅方法對磨粒流拋光過程中的顆粒碰撞進行數(shù)值模擬,以變口徑管和U型管為研究對象在考慮磨粒碰撞和不考慮磨粒碰撞兩種情況下進行磨粒流拋光數(shù)值模擬分析,得到了流場的動壓、湍流動能、磨粒分布等狀態(tài)參數(shù),進而分析磨粒碰撞對磨粒流光整加工效果的影響。對不同磨粒流拋光工藝參數(shù)如磨粒粒徑、磨粒質量流量、入口速度對90°彎管進行數(shù)值模擬,分析上述加工工藝參數(shù)對磨粒流拋光效果的影響。根據(jù)數(shù)值分析結果,以90°彎管以及變孔徑管為試驗樣件,進行正交試驗以及對比試驗分析,得到不同拋光條件下的工件表面粗糙度和表面形貌,建立了工件表面粗糙度與拋光工藝參數(shù)之間關系的數(shù)學模型。通過對試驗結果的分析,經(jīng)磨粒流拋光的工件表面粗糙度... 

【文章來源】：長春理工大學吉林省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

磨粒流拋光機床及工作原理圖

（3）若某一顆粒停止滑動，則不再產(chǎn)生后續(xù)的滑動；（4）在顆粒碰撞過程中，顆粒的碰撞恢復系數(shù)和摩擦系數(shù)均為常數(shù)�；谏鲜黾僭O，并假設顆粒為剛體，顆粒的碰撞模型如圖2.1所示。則有如下的動量方程：圖2.1 顆粒間碰撞模型( )( )( )( )00i i ij j jm v v Jm v v J = = (2.17)式中，im 和jm 分別為顆粒 i 和顆粒 j 的質量，( 0)iv 和( 0)jv 分別為兩顆粒在發(fā)生碰撞之前的速度，iv 和jv 分別為兩顆粒發(fā)生碰撞后的速度，J 為顆粒 j 作用與顆粒 i 的沖量。則碰撞后，兩顆粒的速度分別為：(0)(0)( )( )(1 )( )( )(1 )ji i iji jij j iji jmv v n t n G em mmv v n t n G em mξξ = + + + = + + + + (2.18)式中，n 為碰撞瞬時由顆粒i的質心指向顆粒 j 的質心的單位法向量，e 為顆粒的

磨粒與壁面的碰撞會造成能量轉移和損耗，將碰撞前后切向速度的比值和法向速度的比值分別定義為切向碰撞恢復系數(shù)和法向碰撞恢復系數(shù)，用碰撞恢復系數(shù)來衡量磨粒與壁面碰撞前后的能量轉移和損耗情況。磨粒與壁面碰撞反彈示意圖如圖2.2所示。圖2.2 顆粒與壁面碰撞示意圖圖2.2中，t1v 和t2v 分別為碰撞前后的切向速度，n1v 和n2v 分別為碰撞前后的法相速度。切向碰撞恢復系數(shù)和法向碰撞恢復系數(shù)表達式如下：t t 1 t2e = v v(2.24)n n1 n2e = v v(2.25)根據(jù)Forder[57]的碰撞恢復系數(shù)模型，碰撞回復系數(shù)方程如下：2 3 40.988 0.78 0.19 0.024 0.027ne = θ + θ θ + θ(2.26)2 3 4 51 0.78 0.84 0.21 0.028 0.022te = θ + θ θ + θ θ(2.27)其中，θ 為入射角。2.1.5 固相磨粒的基本方程在固-液兩相磨粒流運動過程中，固相磨粒與液相流體之間存在速度差，基于歐拉-拉格朗日方程以及Navier-Stokes方程對固相磨粒的運動進行數(shù)值計算。第k 組磨粒的連續(xù)方程：( )k kk kj kidmv nt x dtρρ + = (2.28)第k 組磨粒動量方程：( ) ( )kk ki k kj ki k i i k kMj rkv v v g v S Ft xρρ ρ ρτ + = + + + (2.29)

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]顆粒增強復合材料充型過程多相流數(shù)值模擬的研究[D]. 陳飛帆.華南理工大學 2015
[2]有限元與蒙特卡羅方法耦合的退火過程模擬模型及關鍵技術研究[D]. 申孝民.山東大學 2008



本文編號：3627208