电火花单脉冲放电加工的电热模型与实验研究

为了探索电火花放电加工过程中的材料去除机理,以均匀热源模型为基础,建立了单脉冲电火花加工铝合金6061的温度场的电热模型。利用ANSYS软件仿真获得了单脉冲放电产生的温度场,分析了熔融凹坑的直径、深度和体积随不同脉冲宽度的变化趋势。进行了电火花单脉冲放电加工实验,模拟计算结果和试验结果基本吻合,表明该电热模型可以比较准确地预测电火花单脉冲放电加工的温度场分布,为进一步预测电火花连续脉冲放电加工的温度场分布情况打下基础。     

基于热学仿真的微细电火花加工表面形貌预测

根据热传导基本理论和微细电火花加工的实际情况,建立起微细电火花加工的热传播模型.采用ANSYS分析软件,基于有限元方法对P+硅和45钢两种材料单脉冲放电情况的温度场进行了数值模拟,分析了微细电火花铣削加工中表面粗糙度与放电能量之间的关系.结果表明,微细电火花仿真能够很好地模拟放电凹坑的温度场分布,进而预测加工表面形貌.     

电火花线切割温度场有限元分析及参数验证

建立了电火花线切割脉冲放电模型,利用有限元法分析了单脉冲放电的温度场分布。计算出该条件下工件及电极丝放电凹坑几何特征,与实际切割条件下的表面粗糙度、电极相对损耗比、切割速度等工艺指标进行了对比,并根据电火花线切割的加工特点进行了修正,研究了电火花线切割的蚀除规律。结果表明:模拟的单脉冲放电凹坑几何特征经修正后可以近似表征实际连续切割时的表面粗糙度;实际切割中放电点在电极丝上的通道转移是导致电极丝相对损耗较低的主要原因;考虑到实际切割相关因素,对理论切割速度进行修正后,其值与实际值是吻合的。     

电熔爆加工温度场有限元模拟

根据电熔爆实际加工情形,建立了电熔爆单脉冲加工的物理模型和数学模型;采用有限元模拟的方法,通过建立有限元模型,模拟在高斯热源、对流换热载荷共同作用的情况下电熔爆三维单脉冲加工的温度场分布。根据模拟结果得出脉冲电压对温度场分布的影响,并与实验结果进行比较,验证了仿真模型的正确性,可用于指导电熔爆加工机理的深入研究。     

Cu/Cr复合电极电火花加工电蚀凹坑的数值仿真及实验分析

介绍了一种电火花加工的Cu/Cr复合电极,分析了影响电蚀凹坑的主要因素。以ANSYS温度场分布分析为基础,对复合电极的两部分Cu和Cr在单脉冲条件下的温度场进行了数值模拟,获得放电能量与电蚀凹坑尺寸之间的关系,并同实验进行了比较。结果表明,通过模拟温度场分布,能够较准确地得到电蚀凹坑的尺寸,为模拟连续放电过程提供了理论依据。     

钛合金小孔电火花加工有限元仿真研究

为有效地预测钛合金材料电火花小孔加工的体积去除率,利用有限元法建立了单脉冲电火花加工钛合金小孔的数学模型。模型考虑了诸多因素：高斯热源模型、能量分配率、随放电时间变化的放电半径以及熔融潜热。应用生死单元法模拟出去除体积形貌图,然后计算出单脉冲去除体积。采用K1C高速小孔机加工钛合金小孔,记录加工时间,利用称重法得出加工前后重量,从而算出单脉冲体积去除率。验证实验得出,实际加工单脉冲体积去除率和模拟结果的误差小于10%,结果表明,仿真模型可较准确地预测体积去除率,为指导电火花加工钛合金小孔提供了依据。     

镍基合金IN718电火花线切割单脉冲放电温度场分析

根据电火花加工原理,建立IN718镍基合金在电火花线切割过程中温度场的数学模型。基于有限元软件ANSYS对镍基高温合金IN718在单脉冲放电结束时刻的温度场分布进行有限元模拟仿真,经计算得到温度场分布图并对电蚀坑的宽度与深度进行预测,并与加工实验所得到的结果进行对比,对比结果表明,模拟结果与实际加工所得的数据比较吻合,验证了所建模型的准确性。所做的研究内容与获得的结果将为日后的电火花加工机理与在实际的生产加工中选择合适加工参数提供一定参考价值。     

电火花单脉冲放电实验研究

单脉冲放电过程是电火花放电加工的基础,借助脉冲个数和脉宽参数均可调的脉冲电源在不锈钢和紫铜两种材料的工件上进行了电火花单脉冲放电实验,对单脉冲放电蚀除的特征和规律进行了探索研究。对单脉冲放电蚀除凹坑尺寸的统计与分析结果表明:正极性加工得到的凹坑较大且形状规则,单脉冲能量较小时,凹坑直径深度比更大,能量利用率更低。     

超短脉宽电火花加工工件表面蚀除模型分析

分析了在电火花加工中单脉冲超短脉宽放电情况下,工件电极表面蚀除凹坑的形成机理,并建立了凹坑形成的数值模型,应用ANSYS对所建模型进行了仿真模拟,最后进行了单脉冲电火花放电去除验证性试验,对尖孔蚀除模型进行了验证,取得了较理想的结果。     

基于温度场的C/SiC复合材料短电弧放电加工等效热源研究

针对C/SiC复合材料放电加工仿真普遍采用高斯热源，忽略间隙弧柱热效应的问题，文章以放电过程的热效应进行两部分等效。采用椭球体热源等效电弧弧柱，高斯面热源等效工件表面热效应，从平行和垂直于碳纤维两个方向进行温度场仿真，对比传统高斯热源与等效热源，并通过实验进行验证。结果表明：运用新型等效热源仿真，得到的凹坑尺寸比传统高斯热源更加接近实验加工的尺寸，预测精确度提高20%。