本文關(guān)鍵詞：基于移動熱源氣中電火花線切割加工溫度場仿真研究

  更多相關(guān)文章： 氣中電火花線切割加工 移動熱源 溫度場仿真分析 蝕除體積 工件表面微觀形貌

【摘要】：氣中加工后工件具有良好的表面質(zhì)量,如:表面粗糙度、直線度、表面無電解腐蝕等,在相同電參數(shù)下通過這種加工方法獲得工件的表面質(zhì)量比液體介質(zhì)加工獲得工件的表面質(zhì)量好;由于加工介質(zhì)不同,導(dǎo)致在放電加工中極間放電機理、材料蝕除機理、工件的微觀結(jié)構(gòu)都與液中加工有很大區(qū)別,因此,對氣中加工放電機理及工件蝕除方式的研究都是很有必要的。本文針對氣中加工蝕除機理進(jìn)行了研究,研究了氣中加工放電機理,建立了工件在氣中加工單脈沖放電移動熱源作用下的傳熱模型,包括物理和數(shù)學(xué)模型;使用有限元分析軟件ANSYS,分析了幾組典型參數(shù)下的氣中加工工件放電溫度場分布,得到了電蝕坑的仿真深度和直徑,對比分析了在固定熱源和移動熱源下獲得的工件溫度場分布;根據(jù)移動熱源作用下仿真分析結(jié)果,建立了在移動熱源作用下,單個電蝕坑組成數(shù)學(xué)模型,單個電蝕坑由拋出層、白層、凸起和熱影響層組成,并建立了計算各層體積大小數(shù)學(xué)模型,計算出了在不同電參數(shù)下的各層體積;根據(jù)測得的不同電參數(shù)下工件的蝕除層厚度,確定了電蝕坑之間在工件表面排布方式,建立了連續(xù)脈沖作用下工件表面材料蝕除的模型,計算出了在移動電源作用下工件在不同電參數(shù)作用下工件表面材料的蝕除量。在理論研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了氣中加工實驗,建立了理論計算數(shù)學(xué)模型并將理論計算數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)進(jìn)行了相對比,證明理論計算模型具有一定的預(yù)測性;研究了在不同電參數(shù)作用下工件表面形成的白層厚度;對比分析了液中加工和氣中加工形成的工件表面微觀結(jié)構(gòu),最后,本文將實驗測得的數(shù)據(jù)帶入所建理論公式,將理論數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比,計算了誤差率的大小,驗證所建模的合理性。本文研究了氣中加工蝕除機理和工件溫度場分布,建立了氣中加工連續(xù)脈沖作用下理論蝕除模型,本文研究對研究氣中加工材料的蝕除和優(yōu)選氣中精加工參數(shù)具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：氣中電火花線切割加工 移動熱源 溫度場仿真分析 蝕除體積 工件表面微觀形貌
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG484
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 本課題來源及研究目的和意義11
• 1.2 電火花線切割加工發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.3 國內(nèi)外電火花線切割加工機理的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 國外電火花線切割加工機理的研究現(xiàn)狀14
• 1.3.2 國內(nèi)電火花線切割加工機理研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 氣中電火花線切割加工發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.5 有限元分析軟件在電火花線切割加工中的應(yīng)用16-17
• 1.6 本課題主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 典型參數(shù)的氣中單脈沖放電仿真19-43
• 2.1 氣中電火花加工機理研究19-22
• 2.1.1 氣體放極間介質(zhì)電離、擊穿形成放電通理道20-21
• 2.1.2 兩極材料氣化融化、放電通道擴展21
• 2.1.3 電極材料的蝕除21
• 2.1.4 極間介質(zhì)的消電離恢復(fù)絕緣21-22
• 2.1.5 重復(fù)放電加工過程22
• 2.2 基于移動熱源氣中電火花加工單脈沖放電的溫度場模型建立22-26
• 2.2.1 單脈沖放電電火花加工熱傳導(dǎo)數(shù)學(xué)模型22-25
• 2.2.2 單脈沖放電電火花加工熱傳導(dǎo)物理模型25-26
• 2.3 基于移動熱源氣中電火花單脈沖放電熱傳導(dǎo)模型求解26-33
• 2.3.1 熱流密度26-28
• 2.3.2 放電通道半徑28-29
• 2.3.3 極間能量分配系數(shù)29
• 2.3.4 材料的熱物理性能參數(shù)29-30
• 2.3.5 初始條件30-31
• 2.3.6 相變處理31-33
• 2.4 基于移動熱源氣中加工單脈沖放電溫度場仿真分析33-42
• 2.4.1 ANSYS熱分析流程簡介33-34
• 2.4.2 選擇單元類型34-35
• 2.4.3 材料物性參數(shù)設(shè)置35-37
• 2.4.4 模型建立與劃分網(wǎng)格37-38
• 2.4.5 載荷施加與求解38-39
• 2.4.6 固定熱源和移動熱源作用下單脈沖放電仿真結(jié)果對比分析39-42
• 2.5 本章小結(jié)42-43
• 第3章 氣中加工蝕除量建模與計算43-60
• 3.1 氣中電火花線切割單脈沖電蝕坑建模43-45
• 3.1.1 氣中加工移動熱源作用下電蝕坑變化43
• 3.1.2 氣中加工移動熱源作用下單個電蝕坑的組成43-45
• 3.2 氣中加工移動熱源下單脈沖放電蝕除體積計算45-50
• 3.2.1 氣中加工移動熱源下單個電蝕坑熔融體積計算45-47
• 3.2.2 氣中加工移動熱源下單個電蝕坑反粘層體積計算47-48
• 3.2.3 氣中加工移動熱源下單個電蝕坑凸起部分體積計算48-50
• 3.2.4 氣中加工移動熱源下單個電蝕坑蝕除體積計算50
• 3.3 氣中加工連續(xù)脈沖放電蝕量建模50-59
• 3.3.1 氣中加工脈沖有效利用率51-53
• 3.3.2 氣中加工電蝕坑疊加53
• 3.3.3 氣中加工表面粗糙度53-54
• 3.3.4 氣中加工蝕除層厚度54
• 3.3.5 氣中加工連續(xù)脈沖蝕除量計算54-59
• 3.4 本章小結(jié)59-60
• 第4章 氣中加工工件表面微觀形貌研究60-70
• 4.1 氣中加工電火花線切割加工實驗及相關(guān)參數(shù)測量60-63
• 4.1.1 氣中精加工實驗方案60-62
• 4.1.2 實驗設(shè)備材料及測得的相關(guān)參數(shù)62-63
• 4.2 氣中加工電火花加工表面微觀粗糙度分析63-67
• 4.2.1 電火花線切割加工表面的平均粗糙度Ra64-65
• 4.2.2 電火花線切割加工表面的最大粗糙度Rz65-66
• 4.2.3 最大輪廓峰高Rp66-67
• 4.3 氣中電火花線切割加工表面融化凝固層67
• 4.4 氣液電火花線切割加工表面形貌對比分析67-69
• 4.5 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)成果75-76
• 致謝76

【引證文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 盧鑫;多介質(zhì)下電火花線切割多次切割工藝研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2017年

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本文編號：913646