本文關(guān)鍵詞：基于磨料水射流技術(shù)的除銹實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 磨料水射流 SPA-H銹蝕鋼板 除銹效率 正交實(shí)驗(yàn)

【摘要】：隨著工程材料在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用,人們對(duì)其表面質(zhì)量的要求日益增高。工程材料在長(zhǎng)時(shí)間使用或儲(chǔ)存的過程中,表層會(huì)產(chǎn)生少量腐蝕物、塵埃、油垢等雜質(zhì),如不及時(shí)處理,不僅會(huì)降低設(shè)備的使用壽命,而且會(huì)產(chǎn)生一定的安全隱患。針對(duì)工程材料的銹蝕問題,許多學(xué)者嘗試采用各種技術(shù)進(jìn)行除銹作業(yè),而傳統(tǒng)的除銹作業(yè)存在污染嚴(yán)重、除銹不徹底等缺點(diǎn)。本文通過對(duì)傳統(tǒng)除銹方式的分析得出各種除銹方式的優(yōu)劣,并將磨料水射流(AWJ)技術(shù)應(yīng)用于銹蝕鋼板的除銹作業(yè)。AWJ技術(shù)因其特有的冷態(tài)加工、精度高、無污染等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。如今,國(guó)外已有80%的工業(yè)清洗均采用AWJ技術(shù),然而國(guó)內(nèi)仍然以化學(xué)方法為主,因此研究AWJ除銹技術(shù)具有較高的價(jià)值。本文采用AWJ技術(shù)對(duì)SPA-H銹蝕鋼板進(jìn)行除銹作業(yè),并對(duì)AWJ除銹機(jī)理和模型進(jìn)行分析,討論了磨料水射流去除材料的兩種理論模型,即磨損模型和變形模型。同時(shí),對(duì)AWJ除銹特性進(jìn)行分析,主要研究單個(gè)磨料顆粒沖擊材料表面時(shí)的運(yùn)動(dòng)方程、沖擊能量以及材料破碎時(shí)的壓力和速度。通過分析磨料水射流去除材料的物理模型和切口模型,得到去除材料過程中工藝參數(shù)與切深、橫移速度、材料切口的具體關(guān)系,為本次實(shí)驗(yàn)參數(shù)選擇提供一定的依據(jù)。本文設(shè)計(jì)20組單一變量實(shí)驗(yàn)對(duì)SPA-H銹蝕鋼板進(jìn)行表面除銹處理。以靶距(S)、射流壓力(P)、橫移速度(V)、磨料流量(M)四個(gè)加工參數(shù)為實(shí)驗(yàn)可變因素,分析加工參數(shù)與除銹效率和比能耗的關(guān)系。AWJ鋼板表面除銹實(shí)驗(yàn)表明:在實(shí)驗(yàn)選定參數(shù)范圍內(nèi),射流壓力P和橫移速度V與除銹效率成正比,與比能耗成反比。除銹效率和比能耗曲線交疊處即為射流壓力和橫移速度的最佳工作參數(shù)點(diǎn)。隨著磨料流量M或靶距S的增加,除銹效率在開始階段逐漸上升,當(dāng)?shù)竭_(dá)峰值后轉(zhuǎn)而開始下降。比能耗的變化趨勢(shì)與除銹效率的變化趨勢(shì)剛好相反。由于AWJ除銹實(shí)驗(yàn)中比能耗越小越好,除銹效率越高越好,因此,磨料流量和靶距都應(yīng)存在一個(gè)最佳值。本文針對(duì)AWJ除銹操作設(shè)計(jì)了9組正交實(shí)驗(yàn),利用極差分析法(R法)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做數(shù)據(jù)處理,進(jìn)而得到影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的參數(shù)主次順序。實(shí)驗(yàn)表明:在實(shí)驗(yàn)選定參數(shù)范圍內(nèi),射流壓力P對(duì)除銹效率的影響最大,然后是靶距S、橫移速度V、磨料流量M;在實(shí)驗(yàn)室選定條件下,通過極差分析,得到了獲得最大除銹效率的最佳工藝參數(shù)組合。本文為獲得除銹效率的預(yù)測(cè)模型,采用MATLAB軟件對(duì)9組正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,得出工藝參數(shù)與除銹效率之間的預(yù)測(cè)模型η=0.0740S~(0.4199)P~(0.5670)V~(0.4048)M~(-0.1474)。為對(duì)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行可靠性驗(yàn)證,隨機(jī)設(shè)計(jì)9組驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),得到除銹效率預(yù)測(cè)模型的相對(duì)誤差最大值為9.41%,在允許的誤差范圍之內(nèi)。綜上所述,在實(shí)驗(yàn)選定參數(shù)范圍內(nèi),本研究獲得的AWJ除銹效率預(yù)測(cè)模型可以為后續(xù)AWJ除銹作業(yè)提供一定的指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：磨料水射流 SPA-H銹蝕鋼板 除銹效率 正交實(shí)驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG664
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-27
• 1.1 工程材料的銹蝕10-12
• 1.2 除繡技術(shù)概述12-17
• 1.2.1 常用除銹技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)12-16
• 1.2.2 除銹的作用及標(biāo)準(zhǔn)16-17
• 1.3 磨料水射流技術(shù)17-23
• 1.3.1 AWJ技術(shù)原理18-22
• 1.3.2 AWJ技術(shù)的特點(diǎn)22-23
• 1.4 AWJ清洗除銹技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀23-25
• 1.5 課題研究意義與研究?jī)?nèi)容25-27
• 1.5.1 課題研究目的和意義25
• 1.5.2 課題研究的主要內(nèi)容25-27
• 2 基于AWJ除銹技術(shù)理論研究27-40
• 2.1 AWJ去除材料機(jī)理分析27-32
• 2.1.1 AWJ去除材料物理模型27-29
• 2.1.2 AWJ去除材料數(shù)學(xué)模型29-32
• 2.2 AWJ除銹理論分析32-36
• 2.2.1 水射流沖擊靶件材料的微觀模型34-35
• 2.2.2 除銹過程的工作效率35-36
• 2.3 AWJ除銹工藝參數(shù)分析36-39
• 2.3.1 射流參數(shù)36-37
• 2.3.2 除銹工藝參數(shù)37-39
• 2.4 本章小結(jié)39-40
• 3 基于AWJ技術(shù)的除銹實(shí)驗(yàn)研究40-56
• 3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備概述40-46
• 3.2 實(shí)驗(yàn)材料的選擇46-47
• 3.3 AWJ除銹實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)47-50
• 3.3.1 AWJ實(shí)驗(yàn)方案47-48
• 3.3.2 AWJ除銹實(shí)驗(yàn)參數(shù)48-50
• 3.4 AWJ除銹實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析50-55
• 3.4.1 射流壓力對(duì)除銹效率和比能耗的影響50-51
• 3.4.2 磨料流量對(duì)除銹效率和比能耗的影響51-53
• 3.4.3 靶距對(duì)除銹效率和比能耗的影響53-54
• 3.4.4 橫移速度對(duì)除銹效率和比能耗的影響54-55
• 3.5 本章小結(jié)55-56
• 4 AWJ除銹工藝參數(shù)的回歸分析56-66
• 4.1 AWJ除銹的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)56-58
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)方法選擇56-57
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)因素及因素水平值的確定57
• 4.1.3 AWJ除銹正交實(shí)驗(yàn)表設(shè)計(jì)57-58
• 4.2 AWJ除銹工藝參數(shù)優(yōu)化結(jié)果與分析58-61
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的極差分析58-60
• 4.2.2 極差分析結(jié)果60-61
• 4.3 AWJ除銹效率的回歸分析61-62
• 4.3.1 AWJ除銹效率的模型建立61-62
• 4.3.2 AWJ除銹效率模型數(shù)據(jù)的分析處理62
• 4.4 AWJ除銹回歸模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證62-64
• 4.4.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容63
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析63-64
• 4.5 本章小結(jié)64-66
• 5 結(jié)論與展望66-68
• 5.1 結(jié)論66
• 5.2 展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研成果71-72
• 致謝72-73

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