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基于大涡模拟的磨粒流抛光弯管表面创成机理研究

尹延路  
【摘要】:弯管及孔道类零件在工业生产中有着广泛的应用,在制药、食品、航空航天、军工等领域因其使用环境的特殊性,往往对所使用零件的表面质量有着更高的要求。对于小孔径的弯管类零件由于其结构的特殊性,传统的加工方法难以对其内表面进行有效光整加工。磨粒流抛光技术是一种不受零件的结构、尺寸限制的表面研抛技术,大量实验研究表明磨粒流抛光技术能够有效改善并提高零件的表面质量,因此研究磨粒流抛光技术对弯管类零件性能的提升有着极其重要的工程应用价值及学术意义。本文基于大涡模拟数值分析方法,通过构建液固两相流数值分析模型,分别从动态压强、壁面剪切力、漩涡的形成、磨粒流流动轨迹等角度对弯管内磨粒流的流态分布进行研究,结合磨粒流的流态分布特点研究磨粒流抛光弯管的表面创成机理。通过分析不同性能、不同加工条件下的磨粒流抛光技术对弯管类零件研抛质量的影响,探讨入流角度、入口速度以及弯管的自身结构特征如弯径比、弯曲角度、截面变化形式等因素对弯管类零件抛光质量的影响。通过流固耦合方法将流体场的数值计算结果传递给弯管工件,分析加工过程中弯管的受力变形情况。最后通过磨粒流研抛试验对磨粒流抛光弯管的性能进行试验验证。


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