液動壓懸浮拋光固液兩相流CFD數(shù)值模擬及PIV驗證
發(fā)布時間:2021-08-16 10:41
針對液動壓懸浮拋光固-液兩相流中固相顆粒與工件表面撞擊的過程,對不同加工工況下的固相顆粒與工件表面的撞擊角度和速度進行了研究。采用計算流體力學方法建立了液動壓懸浮拋光流場的三維模型,并輸出了固相顆粒撞擊工件表面的速度場;同時使用粒子圖像測速方法對不同工況下的拋光流場進行了試驗觀測。研究結(jié)果表明:CFD模擬獲得的撞擊速度值與PIV觀測值非常接近,且隨轉(zhuǎn)速增加,PIV觀測值受固相顆粒之間的撞擊效應(yīng)影響越大;拋光過程中固相顆粒撞擊工件表面的角度非常小,近似于在工件表面平行摩擦,且拋光盤轉(zhuǎn)速和拋光液濃度對撞擊角度的影響很小。
【文章來源】:機電工程. 2020,37(04)北大核心
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
液動壓懸浮拋光盤結(jié)構(gòu)
為了獲得CFD模擬的流體三維模型,本文以實際拋光過程為基礎(chǔ),將新型拋光工具盤的三維模型導入SolidWorks軟件中,進行實體布爾運算,獲得懸浮拋光的流體三維模型(其中,加工間隙H=2 mm),最后將流體三維模型導入gambit2.4.6中,生成三維流場網(wǎng)格模型,如圖2所示。由圖2可知,該三維流場的網(wǎng)格質(zhì)量良好,網(wǎng)格數(shù)量為1 392 272。
同時,為了便捷地分析整個拋光三維流,本文只需要具體地分析三維流體的單元結(jié)構(gòu),具體如圖3所示。圖3中,通過對整個拋光流場的分割獲取三維流場的單元結(jié)構(gòu),選取單元結(jié)構(gòu)中平行區(qū)域沿徑向的中心位置即線段AB為研究對象,線段AB在不同Z平面上的投影位置作為固相顆粒速度采集位置,Z的取值范圍為0~2 mm。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于CFD的四象限運行內(nèi)嚙合齒輪單元內(nèi)流場計算與分析[J]. 孫飛,冀宏,徐瑞,許琴. 液壓氣動與密封. 2019(10)
[2]液動壓懸浮拋光流場的數(shù)值模擬及拋光工具盤結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 鄭子軍,李攀星,蔡東海,文東輝. 中國機械工程. 2019(06)
[3]基于CFD的軸向柱塞泵腔道設(shè)計優(yōu)化[J]. 王強,雷欣瑞,閆尚榮. 液壓氣動與密封. 2018(01)
[4]液動壓懸浮拋光固液兩相流數(shù)值模擬[J]. 朱勝偉,張麗慧,洪滔,章城. 系統(tǒng)仿真學報. 2017(12)
[5]液動壓懸浮拋光盤的設(shè)計及拋光液動壓分布研究[J]. 徐釘,文東輝,樸鐘宇. 潤滑與密封. 2015(07)
[6]超光滑表面加工技術(shù)研究進展[J]. 文東輝,周海鋒,徐釘,樸鐘宇. 機電工程. 2015(05)
[7]迷宮流道內(nèi)固體顆粒運動的CFD模擬及PIV驗證[J]. 喻黎明,吳普特,牛文全,范興科,張林. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2009(05)
[8]超精密加工現(xiàn)狀綜述[J]. 袁巨龍,王志偉,文東輝,呂冰海,戴勇. 機械工程學報. 2007(01)
[9]水流場PIV測試系統(tǒng)示蹤粒子特性研究[J]. 阮馳,孫傳東,白永林,王屹山,任克惠,豐善. 實驗流體力學. 2006(02)
本文編號:3345521
【文章來源】:機電工程. 2020,37(04)北大核心
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
液動壓懸浮拋光盤結(jié)構(gòu)
為了獲得CFD模擬的流體三維模型,本文以實際拋光過程為基礎(chǔ),將新型拋光工具盤的三維模型導入SolidWorks軟件中,進行實體布爾運算,獲得懸浮拋光的流體三維模型(其中,加工間隙H=2 mm),最后將流體三維模型導入gambit2.4.6中,生成三維流場網(wǎng)格模型,如圖2所示。由圖2可知,該三維流場的網(wǎng)格質(zhì)量良好,網(wǎng)格數(shù)量為1 392 272。
同時,為了便捷地分析整個拋光三維流,本文只需要具體地分析三維流體的單元結(jié)構(gòu),具體如圖3所示。圖3中,通過對整個拋光流場的分割獲取三維流場的單元結(jié)構(gòu),選取單元結(jié)構(gòu)中平行區(qū)域沿徑向的中心位置即線段AB為研究對象,線段AB在不同Z平面上的投影位置作為固相顆粒速度采集位置,Z的取值范圍為0~2 mm。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于CFD的四象限運行內(nèi)嚙合齒輪單元內(nèi)流場計算與分析[J]. 孫飛,冀宏,徐瑞,許琴. 液壓氣動與密封. 2019(10)
[2]液動壓懸浮拋光流場的數(shù)值模擬及拋光工具盤結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 鄭子軍,李攀星,蔡東海,文東輝. 中國機械工程. 2019(06)
[3]基于CFD的軸向柱塞泵腔道設(shè)計優(yōu)化[J]. 王強,雷欣瑞,閆尚榮. 液壓氣動與密封. 2018(01)
[4]液動壓懸浮拋光固液兩相流數(shù)值模擬[J]. 朱勝偉,張麗慧,洪滔,章城. 系統(tǒng)仿真學報. 2017(12)
[5]液動壓懸浮拋光盤的設(shè)計及拋光液動壓分布研究[J]. 徐釘,文東輝,樸鐘宇. 潤滑與密封. 2015(07)
[6]超光滑表面加工技術(shù)研究進展[J]. 文東輝,周海鋒,徐釘,樸鐘宇. 機電工程. 2015(05)
[7]迷宮流道內(nèi)固體顆粒運動的CFD模擬及PIV驗證[J]. 喻黎明,吳普特,牛文全,范興科,張林. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2009(05)
[8]超精密加工現(xiàn)狀綜述[J]. 袁巨龍,王志偉,文東輝,呂冰海,戴勇. 機械工程學報. 2007(01)
[9]水流場PIV測試系統(tǒng)示蹤粒子特性研究[J]. 阮馳,孫傳東,白永林,王屹山,任克惠,豐善. 實驗流體力學. 2006(02)
本文編號:3345521
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