氣體介質(zhì)單脈沖火花放電加工機(jī)理及有限元仿真研究.pdf

1、本文所研究的是氣體介質(zhì)單脈沖火花放電加工機(jī)理及有限元仿真研究。由于氣體介質(zhì)放電加工是一種綠色加工工藝，因此該加工方法受到了國內(nèi)外電加工研究領(lǐng)域?qū)W者的廣泛關(guān)注，是電火花加工領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。 本文對氣中火花放電機(jī)理進(jìn)行了深入的研究。研究結(jié)果表明，氣體火花放電是由Townsend擊穿開始，逐步發(fā)展到流光擊穿而形成的；氣中放電通道的擴(kuò)展要比液中放電通道擴(kuò)展快；氣中放電過程中電蝕產(chǎn)物的拋出主要是由熱爆炸力、高壓氣流的吹除力、磁流體動力

2、共同作用的結(jié)果，而對于硬脆材料，熱應(yīng)力蝕除起主導(dǎo)作用。 進(jìn)行了氣中單脈沖火花放電實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，正極性加工時(shí)工件上的單脈沖放電凹坑比負(fù)極性加工時(shí)的要大，且正極性加工時(shí)陽極的單脈沖蝕除量高于陰極的蝕除量；壓縮空氣為放電介質(zhì)的單脈沖放電凹坑比常壓空氣下的單脈沖放電凹坑要大，且其放電凹坑的形狀由于氣流吹除作用而沿一定方向進(jìn)行延伸；氣中單脈沖放電凹坑都隨著放電能量的增大而增大。 分析了氣中單脈沖放電的物理過程，構(gòu)建了氣中單脈

3、沖放電的傳熱物理模型；通過計(jì)算兩極間釋放總能量以及分析能量在兩極及放電通道中的分配，推導(dǎo)出了熱流密度載荷公式；分析了導(dǎo)熱計(jì)算定解條件的基礎(chǔ)，從固態(tài)傳熱的角度建立了氣中單脈沖放電的傳熱數(shù)學(xué)模型，并對傳熱數(shù)學(xué)模型的求解方法進(jìn)行了分析。 采用有限元分析軟件ABAQUS對氣中單脈沖火花放電傳熱過程數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了模擬，利用子程序DFLUX實(shí)現(xiàn)隨時(shí)間和坐標(biāo)變化的熱源模型，傳熱模型的有限元仿真計(jì)算結(jié)果表明，所建立的傳熱模型與實(shí)際的放電過程及結(jié)