基于磨料水射流的氧化锆陶瓷切割研究

为了保证工程陶瓷类硬脆材料在达到一定切割质量的同时最大程度地提升切割效率,以射流压力、靶距、横移速度和切割次数为变量,基于田口试验设计方法,设计了磨料水射流切割氧化锆陶瓷的正交试验。利用白光干涉仪测量切口表面形貌,利用Minitab软件统计试验数据并进行分析,探究射流压力、靶距、横移速度和切割次数四项工艺参数对切口锥度和切口深度的影响规律,并在此基础上针对切割质量与切割效率探究最优的工艺组合。工艺参数对切口锥度、切口深度影响程度的主次顺序为横移速度>射流压力>切割次数>靶距,工艺参数对质量—效率综合影响程度的主次顺序为射流压力>横移速度>切割次数>靶距。综合分析切割质量与切割效率,得到最优工艺参数组合：射流压力300MPa,靶距2～10mm,横移速度100mm/min,切割次数1次。磨料水射流对工程陶瓷具有良好的切割效果,研究结果为陶瓷类硬脆材料切割质量与切割效率的提升提供工艺参数选择依据,具有一定的理论意义和工程实际应用价值。     

磨料水射流切割混凝土的深度预测模型

在对磨料水射流切割混凝土分析基础上,应用BP人工神经网络理论,建立磨料水射流切割基于射流压力、靶距、磨料粒径、磨料流量、磨料喷嘴直径、磨料喷嘴长度及横移速度等射流参数的深度模型,通过模型预测结果与实验结果的比较,验证模型具有一定的精度,为实际运用和进一步研究提供参考。     

淹没磨料射流对金属材料切割性能影响的实验研究

在完全淹没条件下,以Q235号钢板为例,对射流压力、横移速度、靶距、磨料目数、喷嘴型号等主要切割参数进行了考察,分析了这些参数对金属。料切割深度的影响,为水下切割技术提供一些有价值的参考。     

基于淹没环境的超高压后混合磨料水射流切割试验研究

利用超高压水射流切割试验系统,在80～280MPa压力范围内进行淹没磨料水射流切割试验研究,通过试验及数据分析,验证了后混合淹没磨料射流切割的可行性,得出了磨料粒径和质量流量、射流压力、靶距、切割横移速度等参数对射流切割性能的影响规律,对于脆性和塑性材料,试验中各参数对切割深度的影响基本一致.结果表明:在试验给出的工况条件下,磨料流量存在最佳值,在一定范围内切割深度随磨料流量增加而增加,当磨料流量达到一定值后,切割深度随流量增加反而下降;切割深度与射流压力基本呈线性增长关系;随着靶距的增大,切割深度逐渐减小;切割深度随切割速度的增加呈指数衰减趋势,并且相同试验工况下淹没射流切割深度要大于非淹没状态.试验结果为超高压淹没磨料水射流的实际应用和研究提供了参考.     

热力辅助磨料射流切割金属的正交试验

为提高射流切割金属的表面质量,提出一种热力辅助磨料射流切割金属的方法。采用万用电炉加热靶物至既定温度,后用前混合磨料水射流进行切割。选取45号钢为靶体材料,并采用拟水平正交表L_9(3~4)对射流的切割靶距、移动速度、温度、喷嘴压强等4个因素进行三水平试验,以不平度平均高度R_Z作为实验指标。实验结果表明,影响因素主次顺序为温度、喷嘴压强、切割靶距、移动速度,得出优方案为温度31℃、喷嘴压强25 MPa、切割靶距5 mm、移动速度100 mm/min,为进一步分析热力辅助对磨料射流切割机制的影响奠定一定的试验基础。     

磨料射流切割机的试验研究

本文介绍了前混合式磨料射流切割机的结构,工作原理以及用该机对金属和非金属材料进行的切割试验,指出射流工作压力、喷射靶距、喷嘴横移速度、磨料重量比浓度等是影响工作能力的主要因素,喷嘴直径及其内腔结构、磨料粒子尺寸等也是影响割缝宽度及表面形态的因素.试验对此表明,它比纯高压水射流和后混合式磨料射流切割机性能优越,是一种新型的、有广阔应用前景的工业切割设备.     

微磨料气射流成形加工表面波纹度研究

表面波纹度是评定微磨料气射流加工表面质量的重要指标之一。通过微磨料气射流加工硅片试验,研究了工艺参数及其交互作用对加工表面波纹度的影响,建立了表面波纹度的广义回归神经网络模型。结果表明,喷嘴横移速度对表面波纹度的影响最显著,其次分别是靶距、磨料喷射机工作压力、靶距和喷嘴横移速度的交互作用,以及磨料喷射机工作压力和靶距的交互作用,而磨料喷射机工作压力和喷嘴横移速度的交互作用对表面波纹度的影响不显著。表面波纹度随着磨料喷射机工作压力的增加而增大,随着靶距的增加先增大后减小,随着喷嘴横移速度的增加而减小。选用较低磨料喷射机工作压力和较大靶距的组合,以及较高喷嘴横移速度和中低靶距或者较大靶距的组合均有利于降低表面波纹度。基于广义回归神经网络理论,建立了表面波纹度的神经网络模型。经验证,该模型能够有效地预测表面波纹度。     

磨料射流切割机的试验研究

本文介绍了前混合式磨料射流切割机的结构，工作原理以及用该机对金属和非金属材料进行的切割试验，指出射流工作压力，喷射靶距，喷嘴横移速度，磨料重量比浓度等是影响工作能力的主要因素，喷嘴直径及其内腔结构，磨料粒子尺寸等也是影响割缝宽度及表面形态垢因素，试验对比表明，它比纯高压水射流和后混合式磨料射流切割机能优越，是一种新型的，有广阔应用前景的工业切割设备。     

磨料水射流铣削陶瓷材料的表面形状研究

对磨料水射流铣削氧化铝陶瓷的铣削表面形状进行了试验研究,并分析了铣削工艺参数对铣削表面形状的影响。结果表明对应于不同的工艺参数,铣削表面的结构形状随加工参数的改变而变化。随着水压力的增大,铣削所得的凹槽深度增加,而喷嘴横移速度增加时,凹槽深度减小,水压力和喷嘴横移速度对凹槽宽度的影响不大。随着靶距和横向进给量的增加,凹槽深度都减小,宽度增加。     

基于正交试验法的铝合金车体高压水清洗喷嘴结构优化

抑尘剂等复杂的化合物黏着在铝合金车体上,导致车体污染十分严重,高压水射流清洗方法能够有效去除铝合金车辆车体表面黏着的化合物。通过分析圆柱形、锥形、文丘里形和余弦形喷嘴的射流流场分布、射流出口速度、最大壁面静压、相同清洗宽度下压力值范围,得到余弦形喷嘴的清洗性能最佳,锥形喷嘴次之。基于正交试验法设计五因素、四水平正交试验表,得到常用清洗压力下余弦形喷嘴的最优结构参数：进口直径为40 mm、出口直径为20 mm、过渡段半径为40 mm、出射段长度为25 mm、过渡与余弦部分长度比为4。按照最优喷嘴结构参数进行建模,得到三组压力值下高压水出射速度比未优化前提高了2%,且优化效果随着入口压力值的提高而有所下降。在优化后的喷嘴结构参数下进一步计算得出入口压力为10 MPa时,靶距设置为250 mm能达到较好的清洗效果和节能作用。     

磨料水射流仿真分析与试验研究

为有效保持油田的稳产增产,磨料水射流技术逐渐被应用于油田生产.磨料水射流切割利用高速混砂液体的射流来完成切割作业,具有安全、多能、环保、便捷、高效的特点.本文对前混式磨料水射流切割的喷嘴结构进行了优化设计计算,采用计算流体力学的方法,利用CFD仿真软件,对不同喷嘴类型﹑喷嘴长度和不同锥角角度的喷头的工作情况进行数值模拟...     

水切割特性的影响因素及其影响行为分析

介绍了水切割机的工作原理、关键技术问题和重要参数的计算方法,分析了针对特定加工对象(如材料的强度、硬度和厚度等)压力、横移速度、喷嘴直径和靶距等参数对切割特性的影响,为水切割机及其加工工艺设计提供了理论依据。     

磨料水射流切割玻璃钢复合材料试验研究

磨料水射流对材料具有极强的冲蚀作用,并在冲蚀过程中不改变材料的力学、物理和化学性能,适于切割热敏、压敏、脆性和复合材料。文中选择压强、靶距、横移速度和砂流量四因素,试验研究了各因素对玻璃钢切割断面深度比值q的影响。在磨料流量为0．060kg／min、切割速度为650mm／min、靶距为5mm条件下,切割玻璃钢样件,没有出现分层和起鳞现象,切割表面光滑,充分证实了磨料水射流切割复合材料的优势。     

钻杆外壁清洗射流流场的数值分析

在采用高压水射流清洗钻杆外壁过程中,为了得到最佳的清洗位置和清洗角度,必须提高钻杆的清洗效率和质量,文章建立了外部射流流场控制方程组,结合标准的k-ε湍流模型进行化简求解,采用ICEM CFD建立网格模型,通过Fluent软件采用VOF气液两相流模型和SIMPLE算法对喷嘴外部流场进行数值模拟分析。在一定的喷射范围内,改变喷射角度模拟对钻杆外壁的理论清洗情况,在最佳的清洗情况下确定喷头在整个清洗装置中的安装位置和喷射角度。分析结果表明:在600mm的安装距离中,随着喷射角度的减小,射流束的分流情况越来越明显,当减小到15°时,流束基本朝向一边;该喷射范围内,随着轴线位置的增大,速度和压力都呈现衰减状态,当距离超过500mm,速度衰减较明显,所以适宜的喷射距离为500mm;当喷射角度除15°和90°时衰减较大外,其余角度下衰减情况基本相同。再通过对壁面打击力的分析得出最佳的喷射角度为60°。     

基于FLUENT的高压水射流除锈的流场仿真及射流参数优化

利用高压水射流船舶除锈取代目前的人工打砂除锈势在必行。介绍了水射流的基本结构并根据高压纯水射流除锈的工况,利用计算流体动力学（CFD）方法对高压水射流进行了模拟仿真。通过仿真介绍了流场中高压水射流的特性以及靶面的受力情况。最后,为了达到良好的除锈效果,对高压水射流的靶距和入射角度进行优化,得出在指定条件下最优靶距应为15 ~20 mm,最优入射角度（射流与靶面法线的夹角）应为30°。     

淹没环境下高压水射流喷嘴的结构优化

为提高高压水射流在辅助大型沉井沉降施工中的效率,对水射流关键元件喷嘴进行选型和结构优化,要求射流具备高能量、低衰减特性。从4类回转形喷嘴中优选速度衰减小的喷嘴,确定合理的速度衰减研究指标,再结合尺寸参数设计正交实验,利用回归分析建立预测模型,可以确定各个尺寸参数对速度指标的影响程度。由高压泵站输入压力和流量确定喷嘴的最大直径,再由预测模型确定最佳喷嘴是出口直径2.8 mm、入口直径5.26 mm、收缩角为12.3°的锥形喷嘴。     

钴结壳水射流切削系统参数设计

为了避免刀具切削钴结壳时产生冲击载荷,提出了深海钴结壳水射流切削方法。采用仿真计算和实验测试研究了水射流系统参数与其切削性能的作用规律。仿真结果表明:水射流系统的工作压力、喷距和喷射角度是决定水射流切削能力的主要参数;其重要程度依次为工作压力、喷距和喷射角度;提高水射流系统工作压力是提高射流切削能力最有效的方法;在射流工作压力一定的情况下,为了提高射流的切削能力,射流的喷距宜小于4 mm(4倍喷嘴直径)内,射流的喷射角度约为13°。实验结果表明:提高射流的工作压力可以显著提高射流的切削能力,减小射流的喷距有助于提高射流的切削能力,射流的最优喷射角度约为13°。     

关键结构参数对高压除鳞喷嘴性能影响的研究

高压除鳞喷嘴广泛地应用在热轧除鳞工艺中,喷嘴结构参数的变化会对射流性能产生影响。通过数值模拟和实验测试相结合,研究了锥孔深度变化对外部射流的影响。研究表明:锥孔深度增加,射流水喷射角增加、射流速度沿轴向方向衰减变慢,射流距离增加。在相同射流距离下,锥孔深度的增加可以使打击力的大小增大、有效的射流宽度增大。     

超高压磨料射流切割喷嘴装置研制及其应用

通过对水射流中磨粒粒子运动形式的分析,认为结构设计参数主要是磨料射流内部靶距和磨料混合管长度,试验结果表明内部靶距为12mm,混合管长度为50mm切割效果较好,据此设计并研制磨粉射流切割喷嘴装置.并验证了设计的合理性.