超声辅助磨削空化冲击波效应的空蚀特性

为探究超声辅助磨削过程中，近固壁面空化泡运动产生冲击波对材料空蚀特性，以单个空化泡为研究对象，考虑液体介质的表面张力建立超声空化冲击波模型，通过数值模拟讨论了超声振动频率、声压幅值、空化泡初始半径与表面张力系数对冲击波压力大小在液体传播中变化的影响。搭建超声空蚀实验平台，通过观察不同空化条件下材料表面微结构，研究冲击波的侵蚀机制。结果表明：空化泡中心产生的冲击波压力最大并随着距空化泡中心距离的增大急剧衰减；当超声声压振幅越大、表面张力系数越小时，在与空化泡中心距离相等处产生的冲击波越大；空蚀加工距离越近和超声振幅越大，冲击波的空蚀作用越剧烈。