軟性磨粒流拋光超聲波湍流強(qiáng)化發(fā)展過(guò)程及實(shí)驗(yàn)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(duì)工件表面進(jìn)行加工的一種新方法。針對(duì)其加工方法中的一些不足如：約束模塊中湍動(dòng)能和動(dòng)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(shí)間偏長(zhǎng)、加工效率低等不足，本文提出將超聲波激振技術(shù)應(yīng)用固液兩相軟性磨粒流加工中的新方法。以實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)流場(chǎng)增強(qiáng)湍流強(qiáng)度的目的，從而對(duì)上述不足加以改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)軟性磨粒流精密加工最優(yōu)化。主要工作結(jié)論如下：
　　 (1)基于顆粒動(dòng)力學(xué)及固液兩相流理論，討論

2、了湍流場(chǎng)對(duì)磨粒流的影響和軟性磨粒流無(wú)工具精密加工方法對(duì)結(jié)構(gòu)化表面的微切削的機(jī)理。在此基礎(chǔ)上從數(shù)值模擬的角度，對(duì)固液兩相流的基本模型及其特點(diǎn)進(jìn)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(chǎng)模型。
　　 (2)針對(duì)在軟性磨粒流中加載超聲波激振的方法，對(duì)超聲波激振在軟性磨粒流的影響進(jìn)行了研究分析?；谝陨戏治?，在軟性磨粒流流體非常復(fù)雜的情況下，對(duì)超聲波激振的影響進(jìn)行了簡(jiǎn)化。針對(duì)超聲空化現(xiàn)象和軟性磨粒流磨粒對(duì)壁面的摩擦碰撞，對(duì)選用

3、的可實(shí)現(xiàn)k-ε模型進(jìn)行了修正，并設(shè)計(jì)加入周期性變化的壓力入口來(lái)對(duì)聲場(chǎng)壓力波進(jìn)行仿真。
　　 (3)針對(duì)具體的約束流道條件，基于上述修正的可實(shí)現(xiàn)(Realizable)k-ε模型和混合(Mixture)模型在CFD軟件中對(duì)軟性磨粒流進(jìn)行數(shù)值仿真。通過(guò)仿真，得到不同時(shí)刻約束流道內(nèi)的的壓力、速度和湍動(dòng)能分布圖，并與定常流道內(nèi)的壓力、速度和湍動(dòng)能分布圖做了對(duì)比分析，得到了一定的結(jié)論。
　　 (4)搭建了軟性磨粒流的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并設(shè)