高頻微秒級(jí)脈沖精密電化學(xué)加工中的多場(chǎng)耦合數(shù)值模擬.pdf

1、電化學(xué)加工(Electrochemical machining,ECM)是利用金屬材料發(fā)生氧化還原反應(yīng)的電化學(xué)過程來去除材料和增加材料的。從原理上講其加工過程中材料是以“離子”溶解的方式去除,因此該加工技術(shù)具有加工效率高、工具無損耗、加工表面質(zhì)量好、與零件材料硬度無關(guān)、加工后工件無應(yīng)力和變形等優(yōu)點(diǎn)。
　　隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展,針對(duì)電化學(xué)加工對(duì)精度和表面質(zhì)量的要求,直流電源逐漸被脈沖電源替代,而且脈沖電源的頻率也在不斷提高。高

2、頻微秒級(jí)脈沖電解加工可以有效地提高電解加工的加工精度和表面質(zhì)量,可將電解加工從一般加工提高到精密加工水平。
　　多場(chǎng)耦合問題是指在一個(gè)系統(tǒng)中由兩個(gè)或兩個(gè)以上的物理場(chǎng)相互作用而產(chǎn)生的一種現(xiàn)象。多場(chǎng)耦合是一種自然現(xiàn)象,在機(jī)電產(chǎn)品中也越來越廣泛地表現(xiàn)出它的影響。在這種情況下如果僅僅進(jìn)行單物理場(chǎng)的分析計(jì)算(或稱為計(jì)算仿真),顯然得不到與現(xiàn)實(shí)情況相近甚至完全相符的仿真結(jié)果。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件能力的不斷提高,有限元分析從單物理場(chǎng)仿真發(fā)展為多物理

3、場(chǎng)耦合仿真已成為必然趨勢(shì),因此,有的學(xué)者把多物理場(chǎng)耦合仿真稱為有限元的未來。
　　電化學(xué)加工是一項(xiàng)綜合電化學(xué)、流體力學(xué)和機(jī)械學(xué)等多學(xué)科知識(shí)的工藝技術(shù),涉及電場(chǎng)、流場(chǎng)、溫度場(chǎng)等多種物理場(chǎng)。對(duì)電解加工過程進(jìn)行多物理場(chǎng)耦合仿真有助于指導(dǎo)工具陰極設(shè)計(jì)、優(yōu)化工藝參數(shù)、縮短加工準(zhǔn)備時(shí)間,對(duì)提高電解加工表面質(zhì)量有重要意義。
　　本文介紹了電化學(xué)加工和高頻窄脈沖電解加工的基本原理,分析了電解加工過程中的多場(chǎng)耦合關(guān)系和各個(gè)場(chǎng)的基礎(chǔ)理論;運(yùn)用A