發(fā)布時(shí)間：2017-05-18 06:19

  本文關(guān)鍵詞：空蝕過(guò)程中不同損傷形式及“彩虹環(huán)”形成機(jī)理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：空蝕是水力機(jī)械的主要破壞形式,主要表現(xiàn)為微射流沖擊破壞及因熱效應(yīng)帶來(lái)的高溫破壞。但由于空蝕現(xiàn)象的復(fù)雜性,其機(jī)理或本質(zhì)仍是頗具爭(zhēng)議的問(wèn)題。本文通過(guò)結(jié)合實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算,對(duì)三種類(lèi)型材料,即脆性材料(石英玻璃)、塑性材料(聚四氟乙烯-PTFE)和彈塑性材料(Q235鋼)進(jìn)行空蝕損傷形式及鋼材料表面“彩虹環(huán)”現(xiàn)象的研究,為認(rèn)識(shí)不同類(lèi)型材料的抗空蝕能力和探索空蝕過(guò)程中局部熱效應(yīng)的形成機(jī)理提供了新的理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。其主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是基于熱-固耦合機(jī)理模擬了“彩虹環(huán)”的形成過(guò)程,得到溫度區(qū)域分布特征、最高溫度值及位置等信息,并獲得試驗(yàn)驗(yàn)證。本文研究表明,數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。其主要結(jié)論如下：不同空蝕損傷形式的形成取決于具有不同物理性質(zhì)的材料在瞬時(shí)大載荷沖擊下的晶體結(jié)構(gòu)變化和失效模式：“彩虹環(huán)”是鋼材料空蝕破壞熱效應(yīng)的獨(dú)特表現(xiàn),實(shí)驗(yàn)介質(zhì)中是否含有顆粒等物質(zhì)會(huì)影響蝕坑大小和“彩虹環(huán)”尺寸顏色；同時(shí),“彩虹環(huán)”區(qū)域形狀為半球形,曾經(jīng)歷的溫度高達(dá)1380℃至1450℃,最高溫度位置處于應(yīng)力集中點(diǎn)而不是在彈塑性變形最大點(diǎn)(即蝕坑底部),一定程度上說(shuō)明“彩虹環(huán)”是材料極短時(shí)間內(nèi)大量塑性形變和應(yīng)力波共同作用的結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：空蝕 局部熱效應(yīng) “彩虹環(huán)” 損傷形式 熱-固耦合
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TV136
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 緒論13-21
• 1.1 空化和空蝕現(xiàn)象13-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外空蝕研究現(xiàn)狀15-19
• 1.2.1 空蝕損傷形式研究15-17
• 1.2.2 空蝕熱效應(yīng)研究17-19
• 1.3 研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)19-20
• 1.4 本章小結(jié)20-21
• 2 不同材料的空蝕損傷形式及“彩虹環(huán)”形成21-37
• 2.1 空蝕實(shí)驗(yàn)設(shè)備21-28
• 2.1.1 空化發(fā)生裝置分類(lèi)21-22
• 2.1.2 超聲振動(dòng)空化發(fā)生裝置22-23
• 2.1.3 試樣性質(zhì)及尺寸23-25
• 2.1.4 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)手段25-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果28-36
• 2.2.1 石英玻璃空蝕損傷的實(shí)驗(yàn)結(jié)果28-29
• 2.2.2 PTFE空蝕損傷的實(shí)驗(yàn)結(jié)果29-30
• 2.2.3 Q235空蝕損傷的實(shí)驗(yàn)結(jié)果30-36
• 2.3 本章小結(jié)36-37
• 3 不同材料空蝕破壞的數(shù)值研究37-52
• 3.1 計(jì)算軟件和模型假設(shè)37
• 3.2 微射流沖擊固體壁面的特性37-42
• 3.2.1 超聲空化場(chǎng)的聲強(qiáng)和聲壓37-38
• 3.2.2 微射流的沖擊速度38-39
• 3.2.3 圓頭射流沖擊平面的遲滯效應(yīng)39-40
• 3.2.4 微射流沖擊固體壁面的壓力特性40-42
• 3.3 幾何模型及網(wǎng)格劃分42-45
• 3.3.1 初始模型建立42-43
• 3.3.2 邊界條件、網(wǎng)格及時(shí)間步長(zhǎng)43-44
• 3.3.3 網(wǎng)格獨(dú)立性檢驗(yàn)44-45
• 3.4 空蝕損傷形式的數(shù)值結(jié)果分析45-51
• 3.4.1 石英玻璃空蝕損傷的數(shù)值結(jié)果45-46
• 3.4.2 PTFE空蝕損傷的數(shù)值結(jié)果46-48
• 3.4.3 Q235鋼空蝕損傷的數(shù)值結(jié)果48-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 4 “彩虹環(huán)”形成機(jī)理的數(shù)值研究52-62
• 4.1 熱-固耦合機(jī)理52-54
• 4.1.1 熱源計(jì)算52-53
• 4.1.2 Johnson-Cook模型53
• 4.1.3 熱傳遞方式53-54
• 4.2 邊界條件及步長(zhǎng)設(shè)置54-55
• 4.3 “彩虹環(huán)”的數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析55-61
• 4.3.1 數(shù)值“彩虹環(huán)”形貌及溫度特征55-57
• 4.3.2 應(yīng)力波理論57-58
• 4.3.3 數(shù)值“彩虹環(huán)”最高溫度及其位置58-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 5 總結(jié)與展望62-65
• 5.1 總結(jié)62-64
• 5.2 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 作者簡(jiǎn)歷70

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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10 周定偉,劉登瀛;聲空化場(chǎng)強(qiáng)化單相對(duì)流傳熱的實(shí)驗(yàn)研究[J];自然科學(xué)進(jìn)展;2002年05期

  本文關(guān)鍵詞：空蝕過(guò)程中不同損傷形式及“彩虹環(huán)”形成機(jī)理研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：375303