材料去除率(MRR)作為滾磨光整加工效果的重要評價指標,通過其研究能夠預測加工后工件的表面質(zhì)量及性能參數(shù)。作為最常用的一種滾磨光整加工工藝方式,滾磨光整濕式加工的加工效果和效率受流場形態(tài)的直接影響,故引入計算流體動力學對加工中的介質(zhì)流場進行計算分析。針對在滾磨光整濕式加工中,缺乏對材料去除機理整體性、系統(tǒng)性的研究現(xiàn)狀,使用計算流體動力學軟件FLUENT,對影響材料去除機理的壓力場和速度場進行模擬分析,并基于Preston方程構建一個適用于主軸式滾磨光整濕式加工工藝的材料去除模型,進而能夠依據(jù)加工工件的表面質(zhì)量要求,選擇合理的工藝參數(shù)。主要研究內(nèi)容如下:(1)分析了流體動力學的基本原理、求解過程及基本控制方程,并基于FLUENT軟件的兩相流模塊,確定了適用于主軸式滾磨光整濕式加工的計算模型:標準k-ε兩方程湍流模型和混合物多相流模型。(2)基于多相流Mixture模型、標準k-ε湍流模型和壓力速度耦合SIMPLEC算法,對主軸式滾磨光整加工中介質(zhì)流場構成的固液兩相湍流進行數(shù)值模擬。通過改變滾筒轉速、工件軸心距筒壁距離、加工介質(zhì)中滾拋磨塊占比等工藝參數(shù),分析在不同參數(shù)下滾拋磨塊的速度矢量和...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究意義
    1.2 滾磨光整加工技術
        1.2.1 滾磨光整加工技術的含義
        1.2.2 滾磨光整加工的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 滾磨光整加工的發(fā)展趨勢
    1.3 材料去除模型
        1.3.1 材料去除模型
        1.3.2 材料去除模型的研究現(xiàn)狀
    1.4 課題的研究背景及主要研究內(nèi)容
        1.4.1 課題的研究背景
        1.4.2 主要研究內(nèi)容
    1.5 本章小結
第二章 滾磨光整加工的計算流體動力學基礎
    2.1 計算流體動力學介紹
    2.2 計算流體動力學的求解過程
    2.3 基本控制方程
        2.3.1 質(zhì)量守恒方程
        2.3.2 動量守恒方程
        2.3.3 能量守恒方程
        2.3.4 狀態(tài)方程
        2.3.5 組分質(zhì)量守恒方程
    2.4 FLUENT軟件介紹
    2.5 湍流模型
        2.5.1 雷諾應力模式
        2.5.2 渦粘性封閉模式
    2.6 多相流計算模型
        2.6.1 拉格朗日離散相模型
        2.6.2 歐拉—歐拉多相流模型
    2.7 本章小結
第三章 主軸式滾磨光整濕式加工中介質(zhì)流場的數(shù)值模擬及作用機理
    3.1 主軸式滾磨光整濕式加工方法
    3.2 數(shù)學模型建立
        3.2.1 幾何模型
        3.2.2 控制方程
        3.2.3 網(wǎng)格模型及邊界設置
        3.2.4 計算求解設置
    3.3 工件表面壓力分析
    3.4 工藝參數(shù)對工件表面壓力的影響
        3.4.1 滾筒轉速
        3.4.2 工件軸心距筒壁的距離
        3.4.3 加工介質(zhì)中滾拋磨塊占比
    3.5 有效性驗證
    3.6 本章小結
第四章 主軸式滾磨光整濕式加工工藝參數(shù)實驗研究
    4.1 實驗過程
        4.1.1 實驗設備
        4.1.2 實驗工件
        4.1.3 工藝參數(shù)
        4.1.4 測試方法
    4.2 實驗結果與分析
        4.2.1 滾筒轉速的影響
        4.2.2 工件軸心距筒壁距離的影響
        4.2.3 滾拋磨塊直徑的影響
        4.2.4 加工介質(zhì)中滾拋磨塊占比的影響
    4.3 本章小結
第五章 主軸式滾磨光整濕式加工中材料去除行為研究
    5.1 材料去除基本模型
    5.2 主軸式滾磨光整濕式加工模擬及實驗
        5.2.1 數(shù)值模擬
        5.2.2 加工實驗與測試
    5.3 響應曲面法實驗設計與結果分析
        5.3.1 實驗設計
        5.3.2 結果分析
    5.4 材料去除預測模型的建立
        5.4.1 建立p·v的多元回歸模型
        5.4.2 k0 值求解
        5.4.3 模型驗證與討論分析
    5.5 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術成果
攻讀碩士學位期間參與的科研項目



本文編號：3744749