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目的 解决钛合金材料固体颗粒磨损问题。方法 采用显式动力学有限元分析手段,结合Johnson-cook材料模型和应变累积失效模型,对多颗粒连续冲击Ti-6Al-4V钛合金靶材的冲蚀特性和能量转化特性进行数值模拟。结果 在颗粒以倾斜角度连续冲击靶材时,最大冲蚀应力呈现一定波动性。当颗粒在法向连续冲击时,靶材会快速进入稳定冲蚀阶段。在不同入射角度下,多颗粒连续冲击靶材的最大应力均位于靶材产生材料堆积的位置。在入射角90°和入射速度130 m/s下,当颗粒尺寸从50 μm增至150 μm时,最大冲击坑深度从3.124 μm增至8.997 μm。当颗粒尺寸超过100 μm后,由于加工硬化机制的影响,后续颗粒冲击产生的应力比第1次冲击产生的应力降低了30%~60%。在冲角为30°下,当摩擦因数从0增至0.2时,颗粒动能损失增大了22.69%。随着入射角度的增加,摩擦因数对颗粒动能损失的影响逐渐减弱。结论 从微观机制上解释了入射角度和颗粒粒径对多颗粒连续冲蚀行为的影响,明确了摩擦因数对颗粒冲蚀过程中能量转化特性的影响。 相似文献
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在设计、搭建的高温高速加速冲蚀试验台上对高参数汽轮机常用的6种喷嘴材料进行了高温抗固体颗粒冲蚀试验研究,并对试验后的材料表面进行了微观分析。研究结果表明:6种喷嘴母材均表现出典型的塑性材料冲蚀特性,最大冲蚀率对应的角度在(24±4)°范围内,速度指数在2.7~3范围,均高于Finnie冲蚀模型中的对应数值。在氧化皮颗粒小角度冲蚀下,喷嘴的冲蚀破坏主要是由颗粒的微切削所致。而在大角度冲蚀下,喷嘴材料表面主要受到粒子的正应力作用而产生严重的凿削和塑性变形。通过对试验结果进行系统分析,文中在Finnie微切削冲蚀模型的基础上建立了适用于工程实际的高参数汽轮机喷嘴材料抗固体颗粒冲蚀预测模型。该研究结果深化了高参数汽轮机喷嘴高温颗粒冲蚀机制,为综合防治叶栅冲蚀破坏和预测喷嘴高效做功寿命提供了参考。 相似文献
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针对微细颗粒沉积与冲蚀损伤会造成压气机性能退化甚至设备失效的问题,系统总结了近年来国内外研究机构在颗粒沉积与冲蚀损伤对压气机性能影响方面的研究进展,重点介绍了颗粒沉积和冲蚀损伤造成的压气机性能退化机制、压气机性能退化特性数值模拟方法和实验研究方法以及典型研究成果等。基于当前研究热点和发展趋势,提出了颗粒沉积和冲蚀损伤对轴流压气机性能影响研究下一步应重点开展的方向,即借助于精细化数值模拟及可视化实验技术探索轴流压气机流道非定常流场细节与微细颗粒运动行为之间的相互作用机制,揭示颗粒沉积与冲蚀损伤导致的压气机性能退化机理,建立颗粒沉积、冲蚀损伤与压气机性能退化的定量关系。 相似文献
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