目的探究噴丸過程中顆粒在靶材上的分布特性及噴嘴移動速度帶來的影響。方法利用FLUENT對定點噴丸過程進行CFD仿真,獲得定點噴打時顆粒在靶材上的位置,然后再使用MATLAB對定點噴打的顆粒結(jié)果進行疊加處理,以此模擬連續(xù)噴丸過程。首先進行平面噴打模擬,分析噴嘴速度對顆粒分布的影響。通過添加顆粒查詢方法可對旋轉(zhuǎn)噴丸過程進行模擬,以方型柱體為例進行轉(zhuǎn)動噴打,并優(yōu)化轉(zhuǎn)動速度。結(jié)果噴嘴勻速平移時,在噴嘴路徑方向上的顆粒分布密度恒定,該密度值與移動速度呈反比;變速平移時,在噴嘴路徑方向上的顆粒分布密度與噴嘴掃掠截面和噴嘴移動速度相關(guān),且噴嘴掃掠截面越小,顆粒分布密度與運動速度越接近反比,并利用數(shù)學模型驗證了方法的可靠性;旋轉(zhuǎn)噴打時,針對方型柱體靶材,勻速轉(zhuǎn)動噴打的顆粒分布密度呈起伏變化,通過優(yōu)化轉(zhuǎn)動速度得到大幅改善,可節(jié)約24.2%的噴丸時間與顆粒使用量。結(jié)論采用FLUENT與MATLAB結(jié)合的方式,可對連續(xù)噴丸過程中靶材上的顆粒分布進行合理描述。勻速平移噴打時,顆粒分布密度與移速呈反比;變速平移噴打時,顆粒分布密度與移速呈負相關(guān),靠近反比關(guān)系;變速轉(zhuǎn)動噴打時,合理的變速轉(zhuǎn)動噴打較勻速轉(zhuǎn)動噴打擁有...

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖2顆粒運動軌跡Fig.2Particlemotiontrajectory

為顆粒間的理想層間距；μ′為仿真層間距；ρ為顆粒材料密度；dp為顆粒直徑；D為入口處圓面直徑，即模型中的d1；S為單層的顆粒數(shù)量；pv為顆粒入射速度；H為顆粒消耗量。表2顆粒設(shè)定Tab.2ParticlesettingsIncidentparticleparametersValu....

圖1仿真模型Fig.1Simulationmodel:a)three-dimensionalsimulationmodel;b)two-dimensionalsimulationmodel

·344·表面技術(shù)2020年8月三維仿真模型，其二維結(jié)構(gòu)如圖1b所示。模型主要分為噴嘴流域與外部流域，考慮到噴嘴的氣動特性與經(jīng)濟性[28]，這里采用文丘里型噴嘴，外部流域為一圓型柱體，仿真模型具體尺寸見表1。圖1仿真模型Fig.1Simulationmodel:a)three-d....

圖3定點噴打0.1s后的顆粒分布Fig.3Particledistributionafterfixedshotpeeningfor0.1s

第49卷第8期吳文海等：噴丸過程中噴嘴移速對顆粒分布的影響·345·圖3定點噴打0.1s后的顆粒分布Fig.3Particledistributionafterfixedshotpeeningfor0.1s圖4顆粒通量分布曲線Fig.4Particlefluxdistributi....

圖4顆粒通量分布曲線Fig.4Particlefluxdistributioncurve

第49卷第8期吳文海等：噴丸過程中噴嘴移速對顆粒分布的影響·345·圖3定點噴打0.1s后的顆粒分布Fig.3Particledistributionafterfixedshotpeeningfor0.1s圖4顆粒通量分布曲線Fig.4Particlefluxdistributi....

本文編號：3948155