软性磨粒流精密加工磨粒冲击行为及固-液两相流动特性
对结构复杂的表面或型腔进行抛光，磨粒流加工技术是少数的可行方法之一，相对于传统的抛光方法具有较多的优点。但还是有较多的缺点存在，本文提出一种软性磨粒流抛光技术，其特点在于加工的磨粒流具有弱粘性，具有更好的流动特性，能实现湍流的运动状态，从而达到更好的加工效果。
软性磨粒流的加工效果是由其流动特性决定的，为分析其流动特性建立了基于颗粒动力学的双流体数学模型。颗粒动力学理论，考虑颗粒间的碰撞，推导了颗粒相的应力，描述了颗粒流动封闭方程组。双流体模型，将颗粒相看作为连续的拟流体，将两相在同一空间点上视为共存，各自遵从自身的动量、质量和能量传递方程，两相间相互耦合。
本论文研究了球形颗粒对塑性材料的梨削效果，利用LS-DYNA计算材料的破坏过程。仿真表明磨粒以一定倾斜角度撞击壁面时，形成的微切削更大。用磨损率来描述颗粒对靶材的材料去除特性，材料的磨损率随着颗粒速度、撞击次数及颗粒直径的增加而增加。
软性磨粒流加工一般针对微小的结构，本文选取典型的缝隙流道，基于颗粒动力学的双流体模型进行计算仿真。仿真表明颗粒相压力、速度沿着流道方向增加，根据湍流强度理论固-液两相的流动为高强度湍流，通过颗粒温度概念可分析流道中的颗粒碰撞程度。
在工件表面均匀地喷上3层颜色不同的漆，喷漆的磨损程度体现为软性磨粒流的加工效果。本论文对同一工件配置了两种不同的约束模块，结果证明约束模块1的配置使得工件获得较好地加工效果，体现了软性磨粒流加工的细腻性及无序性。
磨粒流;有限元模型;颗粒动力学;双流体模型;软性磨粒流抛光技术
浙江工业大学
硕士
机械电子工程
计时鸣;张利
2011
中文
TG664
70
2012-05-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）