BTA深孔加工中流体力引起的钻杆涡动的研究

分析了BTA深孔加工中钻杆和工件内孔壁间由于切削液的存在而引起的旋转钻杆涡动问题。首先以非线性形式给出了钻杆旋转时受到的切削液反作用力,然后建立了有流体力作用时钻杆运动的数学模型,分析了切削液引起的钻杆涡动和失稳的力学机理与条件,证明了失稳的主要原因是自激振动,而激振力引起的次谐振是次要原因。通过分析失稳与钻杆运动参数的关系,得出了对生产实践有指导意义的切削用量选择准则,理论分析结果与实际生产中使用的数据一致。     

基于高速摄像与PIV技术的喷丸丸粒运动特征研究

喷丸作为一种重要的金属表面机械处理工艺，其加工质量与固体丸粒在高速气流作用下的运动规律密切相关。探究一种精确可行的喷丸丸粒速度测量方法，明确喷丸丸粒流的空间散射特征和速度场分布特征，对于优化喷丸工艺参数至关重要。基于高速摄像机，搭建了喷丸丸粒运动高速图像数据采集系统，捕捉喷丸中丸粒的瞬时空间位置变化特征。采用Photoshop图像处理软件对采集的照片进行预处理，获得具有高对比度的丸粒流黑白二值化图片。使用开源的粒子图像测速(Particle Image Velocimetry, PIV)软件PIVLab对丸粒流图像进行数据处理，获得喷丸丸粒流的速度场结果。结果表明，在喷气压力为0.4 MPa,采用0.4 mm铸钢丸粒条件下，丸粒流的散射锥体倾角为10°,丸粒最大运动速度约为46.5 m/s。在不同的空间截面上，丸粒运动速度呈现高斯分布特征，且其标准差随丸粒与喷嘴之间的距离增大而增大。丸粒在离开喷嘴后速度迅速增长至稳定值，速度变化符合Logistic函数特征。与经验公式相比，所得到的丸粒速度场分布公式更加准确，且能体现丸粒的空间分布特征。