軟性磨粒流拋光超聲波湍流強化發(fā)展過程及實驗研究.pdf

1、軟性磨粒流精密加工是利用處于湍流流態(tài)的磨粒流對工件表面進行加工的一種新方法。針對其加工方法中的一些不足如：約束模塊中湍動能和動壓力的分布不均勻，造成加工效果分布不均勻，出現(xiàn)加工死角；加工時間偏長、加工效率低等不足，本文提出將超聲波激振技術應用固液兩相軟性磨粒流加工中的新方法。以實現(xiàn)擾動流場增強湍流強度的目的，從而對上述不足加以改進，實現(xiàn)軟性磨粒流精密加工最優(yōu)化。主要工作結論如下：
　　 (1)基于顆粒動力學及固液兩相流理論，討論

2、了湍流場對磨粒流的影響和軟性磨粒流無工具精密加工方法對結構化表面的微切削的機理。在此基礎上從數(shù)值模擬的角度，對固液兩相流的基本模型及其特點進行了闡述和分析，選擇了合適本文研究的物理模型及湍流場模型。
　　 (2)針對在軟性磨粒流中加載超聲波激振的方法，對超聲波激振在軟性磨粒流的影響進行了研究分析?；谝陨戏治觯谲浶阅チＡ髁黧w非常復雜的情況下，對超聲波激振的影響進行了簡化。針對超聲空化現(xiàn)象和軟性磨粒流磨粒對壁面的摩擦碰撞，對選用

3、的可實現(xiàn)k-ε模型進行了修正，并設計加入周期性變化的壓力入口來對聲場壓力波進行仿真。
　　 (3)針對具體的約束流道條件，基于上述修正的可實現(xiàn)(Realizable)k-ε模型和混合(Mixture)模型在CFD軟件中對軟性磨粒流進行數(shù)值仿真。通過仿真，得到不同時刻約束流道內(nèi)的的壓力、速度和湍動能分布圖，并與定常流道內(nèi)的壓力、速度和湍動能分布圖做了對比分析，得到了一定的結論。
　　 (4)搭建了軟性磨粒流的實驗平臺，并設