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1.
介观尺度下磨粒流抛光温度对发动机喷油嘴质量影响研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
李俊烨  卫丽丽  张心明  乔泽民 《兵工学报》2017,38(10):2010-2018
磨粒流抛光作为一项精密加工技术,其抛光温度对工件质量的影响在宏观尺度和微观尺度上已有较多的研究,而在介观尺度内的模拟仍很少涉及。通过构建以原子团簇为主的磨粒,在介观尺度下以耗散粒子动力学的方法研究不同温度下磨粒对发动机喷油嘴内表面的碰撞磨损行为。研究结果表明:温度越高,磨粒流抛光质量越好,在抛光温度为300~310 K区域内可获得最佳的磨粒流抛光质量,但抛光温度高于310 K后,磨粒流抛光质量有所下降;磨粒流抛光试验与数值分析的结果一致,磨粒流抛光技术可有效实现对细小孔结构的抛光,并可有效提高抛光精度和表面质量。  相似文献   
2.
为探索固体与液体(简称固液)两相磨粒流抛光异形曲面的有效性,采用标准k-ε模型和压力耦合SIMPLEC算法,通过对不同入口压力条件下固液两相磨粒流抛光多边形螺旋曲面膛线管进行数值模拟研究,获得多边形螺旋曲面流道近壁面处的动压、湍流动能、湍流强度随入口压力变化特性,分析入口压力对固液两相磨粒流抛光异形曲面的质量控制规律。为验证数值分析的准确性,进行了必要的固液两相流抛光实验,以异形曲面零件-膛线管为研究对象,对磨粒流抛光前后膛线管内表面的表面形貌和表面粗糙度进行了检测分析。研究结果表明:固液两相磨粒流抛光异形曲面可有效提高异形曲面的表面质量,经磨粒流抛光后的膛线管内表面纹理变得更加平滑,可获得理想的表面形貌,表面粗糙度由抛光前的1.450 μm降低至抛光后的0.296 μm;随着入口压力的增加,磨粒流抛光后的异形曲面零件表面纹理更加致密,表面质量得到明显改善。  相似文献   
3.
为探讨磨粒流加工过程中工件材料去除机制,采用分子动力学方法模拟碳化硅颗粒微切削单晶铁的加工过程,研究磨粒微切削单晶铁过程中影响切削力变化的微观作用机制及切削力产生持续波动的原因,揭示磨粒微切削作用下工件材料发生物理变化的内在原因及磨粒对工件的做功规律。通过原子位移分析可知,磨粒微切削过程中材料的塑性变形主要是由晶格内滑移面上产生滑移区域从而形成位错,原子在切削力作用下沿位错线发生运动所导致,同时,探讨了原子的堆积现象及切屑形成机制。通过多面体模板匹配方法对微切削过程中工件原子排布情况进行了分析,探讨了工件材料内晶格结构的变化情况。本文研究可为磨粒流精密加工单晶铁工件材料提供理论基础和技术支持。  相似文献   
4.
颗粒微切削表面创成的分子动力学仿真研究   总被引:4,自引:1,他引:3  
颗粒微切削的性能和行为直接影响工件的表面质量,从材料去除规律和能量变化规律的角度对颗粒微切削作用的表面创成机理进行研究,分别采用EAM势、Morse势、Tersoff势描述单晶铜原子间、工件与颗粒、颗粒刀具原子间的作用力。分析纳米尺度下颗粒切削方向、颗粒切削速度、系综温度对颗粒微切削作用,通过探讨体系动能、体系势能、体系总能对工件原子运动规律的影响及颗粒微切削加工前后键角的变化形态,为阐述颗粒微切削作用的表面创成机理提供理论依据。研究结果表明正交切削比斜切削能获得更好的表面质量,颗粒速度与能量不存在线性关系,颗粒温度对体系能量有直接影响。通过分子动力学数值模拟得到体系的结构信息及相关热力学性质并对分子动力学的微观统计量进行分析计算,寻找合适的加工参数,为颗粒微切削加工工艺的发展提供技术支持。  相似文献   
5.
为研究固液两相磨粒流加工喷嘴小孔过程中的流场分布、涡旋形成规律及涡旋的存在对磨粒流加工的影响机制,采用Smagorinsky亚格子模型对磨粒流加工喷嘴小孔的流道进行大涡数值模拟,并使用磨粒流对变直径喷嘴工件进行加工试验。数值模拟发现磨粒流流体中磨粒与壁面的碰撞与剪切作用随流体的速度增大而增大,同一截面的速度存在速度差,其中还伴随涡旋的存在;通过试验研究发现:经固液两相磨粒流加工后的喷嘴小孔表面质量得到明显提高,喷嘴经过四次不同入口速度的磨粒流加工后大孔处表面粗糙度Ra由1.24 μm降至0.542 μm,小孔处表面粗糙度Ra由1.21 μm降至0.437 μm。结论显示固液两相磨粒流加工技术可有效提高被加工喷嘴工件的内表面质量,加工时同一截面的速度存在速度差,速度差的存在利于涡旋的形成,涡旋的存在利于提高磨粒流加工过程的剪切作用,有助于获得高质量的喷嘴小孔内通道表面。  相似文献   
6.
通过对磨粒流加工原理和运动规律的分析,探讨喷油嘴微小孔磨粒流加工特性。以流体力学软件FLUENT为平台,采用固液两相Mixture湍流模型对磨粒流加工过程中磨粒流的流动形态进行数值模拟,模拟结果为磨粒流加工参数的优化选择提供了理论依据。  相似文献   
7.
为模拟汽车发动机楔带的疲劳磨损,根据汽车发动机楔带的实际工作运行情况及分布位置设计了汽车多楔带疲劳试验机。考虑影响汽车多楔带疲劳寿命的应力变化、环境温度变化及传动速度变化等因素来进行设计,并对试验机的关键部件进行有限元分析,以求该装置尽可能满足发动机楔带工作的实际状况,使其反映多楔带的实际运行情形,满足汽车多楔带疲劳测试需求,为多楔带质量检验提供参考方法。  相似文献   
8.
磨粒流加工工艺已成为解决复杂型腔零件和微小孔结构零件的超精密加工方法,是一种高效、高质和经济的加工手段。本文利用数值分析软件FLUENT对磨粒流加工喷油嘴小孔结构进行了三维数值分析,获得了稳态压强、速度矢量、湍流动能、湍流强度及湍流粘度图像,为磨粒流加工工艺研究提供了理论依据和技术支持。  相似文献   
9.
为了研究晶体取向对单晶γ-Ti Al合金纳米切削过程的影响,采用分子动力学数值方法对不同切削晶向下的切削力、切削温度、材料去除及晶格结构变化进行分析和探讨,揭示不同的晶体取向对单晶γ-Ti Al合金纳米切削质量作用机制。结果表明:在纳米切削过程中,随着晶面和晶向的变化,切削力、切削温度、材料去除和晶格结构都会有不同程度的变化;选择(010)晶面作为切削平面时切削力较小,产生的切削热较少,γ-Ti Al合金表面加工质量较好,晶格结构转变较少;(010)[100]切削晶向下工件产生的切削热较少且最容易切削,晶格结构转变最少,γ-Ti Al合金表面加工质量最优。  相似文献   
10.
李俊烨  郭豪 《机械制造》2013,(11):22-25
基于固-液两相流体耦合理论,利用相关磨料介质黏温特性数学模型,采用固一液两相Mixture模型和标准k-8湍流模型相结合的求解方法,以共轨管小孔为研究对象,选择不同的初始温度和加工工艺规程,对流道壁面温度及湍动能进行数值分析。通过数值模拟分析,得到共轨管孔壁温度、湍动能对磨粒流加工过程的影响,为磨粒流光整加工提供了理论依据。  相似文献   
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