氣體介質(zhì)中電火花表面強(qiáng)化的有限元數(shù)值模擬.pdf

1、隨著對電火花加工技術(shù)研究的日益深入，電火花加工技術(shù)的應(yīng)用范圍日趨廣泛。利用該技術(shù)獨特的加工原理，電火花加工技術(shù)己被成功應(yīng)用到表面強(qiáng)化技術(shù)領(lǐng)域，并取得了一定的成果，實現(xiàn)了在氣體介質(zhì)中將電極材料沉積在工件上。這對于傳統(tǒng)加工方法是一大突破，大大豐富了電火花加工技術(shù)的內(nèi)涵，打破了以往人們對于這一工藝方法在認(rèn)識上的局限性，對于電火花加工技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步有著重要意義。 本文首先綜述了電火花表面強(qiáng)化技術(shù)及其數(shù)值模擬研究的進(jìn)展及成果；然后研究了在

2、氣體介質(zhì)中電火花表面強(qiáng)化的實現(xiàn)條件，對影響放電沉積加工的電極極性、工作介質(zhì)、電極間的能量分布、電極材料熱學(xué)常數(shù)及能量的累加進(jìn)行了分析；其次對電火花表面強(qiáng)化有限元模擬中的溫度場和應(yīng)力場的基本理論和數(shù)值模擬分析方法及熱傳導(dǎo)模型、熱源模型、邊界條件、力學(xué)準(zhǔn)則、熱應(yīng)力的有限元方程的建立進(jìn)行了分析和闡述。為了提高計算精度，本文對高溫時的材料物理性能參數(shù)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)倪x取和處理，對工件表面網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)化，選取高斯函數(shù)分布的熱源模型，并通過施加載荷步的方

3、法來實現(xiàn)電火花表面強(qiáng)化熱源的移動；接著通過后處理，給出了電火花表面強(qiáng)化溫度場及應(yīng)力場的動態(tài)變化圖及結(jié)果分析；最后通過實驗分析表明，選擇合適的工藝條件和加工時間，可獲得具有一定厚度、較高硬度的強(qiáng)化層，使得工件的表面質(zhì)量得到了明顯的改善。 本文為不同的電火花表面強(qiáng)化形式進(jìn)行溫度場、應(yīng)力場的分析提供了理論基礎(chǔ)和指導(dǎo)，促進(jìn)了有限元分析方法在電火花表面強(qiáng)化機(jī)理研究以及在實際工程中的應(yīng)用，為進(jìn)一步優(yōu)化強(qiáng)化工藝技術(shù)提供理論依據(jù)也為擴(kuò)大該工藝的