功率超聲珩磨磨削區(qū)單空化泡動力學(xué)及潰滅溫度分析.pdf

1、功率超聲珩磨加工過程中，磨削區(qū)常有大量空化泡產(chǎn)生，它們會快速膨脹、壓縮直至崩潰，并在崩潰瞬間產(chǎn)生高溫高壓等現(xiàn)象。為了探討其對超聲珩磨加工過程的影響，本文對其動力學(xué)行為及潰滅特性進(jìn)行了研究。
　　首先以磨削液為液體介質(zhì)，研究了超聲振動珩磨環(huán)境下單個氣泡的動力學(xué)特性。將氣泡大于初始半徑的運(yùn)動過程看作是等溫過程，而氣泡小于初始半徑的運(yùn)動過程看作是絕熱過程，建立了動力學(xué)模型，并運(yùn)用MATLAB軟件中的4-5階Runge-Kutta進(jìn)行求解

2、，探討了各影響因素對其運(yùn)動規(guī)律的影響。研究發(fā)現(xiàn)，超聲珩磨磨削區(qū)空化泡的運(yùn)動較穩(wěn)定，但頻率較快、振幅較小。珩磨壓力對空化泡運(yùn)動規(guī)律影響較大，對空化泡潰滅過程有促進(jìn)的作用。而回轉(zhuǎn)速度、往復(fù)速度的影響則相對較小。磨削液的粘滯系數(shù)越大，空化泡的振幅越小。環(huán)境溫度的升高會使得較小的空化泡運(yùn)動幅度更加劇烈，而較大的空化泡會逐漸變得平穩(wěn)。聲壓幅值對空化泡運(yùn)動規(guī)律的影響也比較大，當(dāng)pa

3、加，空化泡的振幅會明顯變大，且更易于被壓潰，空化程度更加劇烈。
　　然后針對磨削區(qū)單空泡建立并求解了空泡潰滅瞬間的最大溫度、壓強(qiáng)公式，運(yùn)用MATLAB軟件分析了各因素對潰滅溫度、壓強(qiáng)的影響。結(jié)果表明：超聲珩磨磨削區(qū)空化泡潰滅瞬間的最大溫度Tmax、最大壓力 Pmax比普通超聲空化的要大，但隨著環(huán)境溫度的升高二者差距會逐漸減小。Tmax、Pmax會隨著珩磨壓力、聲壓幅值的增大明顯增大，隨著環(huán)境溫度的升高迅速減小，雖然也會隨珩磨頭回轉(zhuǎn)