考慮煤油蒸汽冷凝與蒸發(fā)的超聲珩磨區(qū)空化特性研究
本文選題:超聲珩磨 切入點:空化泡 出處:《中北大學學報(自然科學版)》2017年02期 論文類型:期刊論文
【摘要】:超聲振動珩磨加工中會產(chǎn)生空化現(xiàn)象,空化泡潰滅產(chǎn)生的微射流與高壓會對工件表面產(chǎn)生影響,為了使空化效應合理地應用于實際生產(chǎn),必須建立更貼近實際環(huán)境的空化泡模型,故考慮珩磨因素與煤油蒸汽的蒸發(fā)與冷凝建立了磨削區(qū)空化泡的動力學模型,對其數(shù)值求解,同時進行了超聲珩磨諧振系統(tǒng)的試驗研究.結果表明:考慮煤油蒸汽的蒸發(fā)與冷凝可以更好地解釋空化泡各參量的變化,對空化泡潰滅時的溫度和壓力影響較大,潰滅溫度和潰滅壓力的最大值分別為10~9 Pa和10~3 K;空化泡初始半徑越大,膨脹所能達到的最大幅值越小,潰滅時間越短;同時由于受到珩磨壓力和珩磨速度的作用,超聲振動珩磨下的空化泡運動幅值比傳統(tǒng)環(huán)境下的小1/3,但動態(tài)變化快于后者;試驗后鋁箔出現(xiàn)大量凹坑,說明空化效應對工件加工起著一定的作用.
[Abstract]:Cavitation will occur in ultrasonic vibration honing, and the micro jet and high pressure produced by cavitation bubble collapse will affect the workpiece surface. In order to make cavitation effect applied to practical production, A cavitation bubble model which is closer to the actual environment must be established. Therefore, considering honing factors and evaporation and condensation of kerosene steam, a dynamic model of cavitation bubble in grinding area is established and solved numerically. The experimental study of ultrasonic honing resonance system is also carried out. The results show that considering the evaporation and condensation of kerosene steam, the variation of cavitation bubble parameters can be better explained, and the temperature and pressure of cavitation bubble collapse are greatly affected. The maximum values of collapse temperature and collapse pressure are 109Pa and 103K, respectively. The larger the initial radius of cavitation bubble is, the smaller the maximum value of expansion can be and the shorter the collapsing time is. At the same time, due to the effect of honing pressure and honing speed, The amplitude of cavitation bubble motion under ultrasonic vibration honing is 1 / 3 smaller than that in traditional environment, but the dynamic change is faster than the latter. After the experiment, a large number of pits appear in aluminum foil, which shows that cavitation effect plays a certain role in workpiece processing.
【作者單位】: 中北大學機械與動力工程學院;
【基金】:國家自然科學基金資助項目(51275490) 山西省自然科學基金資助項目(201601D011061)
【分類號】:TG580.67;O427.4
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