基于有限元法的陶瓷噴砂嘴沖蝕磨損機(jī)理研究.pdf

1、噴砂嘴廣泛應(yīng)用于機(jī)械、石油、化工、汽車(chē)、船舶和冶金等行業(yè)，是進(jìn)行各種表面強(qiáng)化、表面噴涂、表面清洗、表面改性和噴射切割等機(jī)械設(shè)備上的關(guān)鍵部件之一，同時(shí)也是主要耐磨易損部件。目前在噴砂處理中，陶瓷噴砂嘴應(yīng)用較為廣泛，其主要失效形式為沖蝕磨損。通過(guò)研究陶瓷噴砂嘴的沖蝕磨損，為有效地控制和減少?zèng)_蝕磨損造成的損耗，提高噴砂嘴的使用壽命具有重要意義。 本文從噴砂處理工藝的具體生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，通過(guò)研究磨料的運(yùn)動(dòng)方式，根據(jù)碰撞定義與分類(lèi)，確定了磨

2、料碰撞噴砂嘴屬于低速碰撞。根據(jù)噴槍和噴砂嘴的具體結(jié)構(gòu)，建立了單粒子沖蝕磨損模型，并進(jìn)行了噴砂嘴材料受力的理論分析，結(jié)合材料磨損性能和沖蝕機(jī)理等方面的研究，運(yùn)用有限元分析軟件對(duì)噴砂嘴內(nèi)部磨料顆粒的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬，通過(guò)分析磨料顆粒與噴砂嘴內(nèi)壁的碰撞行為，進(jìn)行噴砂嘴應(yīng)力分析，并充分考察各因素對(duì)沖蝕磨損的影響。 運(yùn)用有限元軟件作為研究手段，對(duì)特定結(jié)構(gòu)和材料的噴砂嘴進(jìn)行了有限元模擬。并且以SiC磨粒沖蝕B4C陶瓷靶板為例，結(jié)合脆性材料的沖蝕

3、特性，驗(yàn)證了此類(lèi)有限元模型的有效性。研究了沖蝕角對(duì)沖蝕磨損率的影響，從系統(tǒng)能量的角度分析模型的的局部應(yīng)力、能量分布情況，再現(xiàn)了陶瓷材料的沖蝕磨損過(guò)程。利用有限元法進(jìn)行仿真試驗(yàn)，以不同的噴砂嘴材料和磨料為模型，通過(guò)修改調(diào)整有限元模型和材料參數(shù)，考察了多種因素對(duì)沖蝕磨損的影響，借助仿真得到的數(shù)據(jù)，為提高噴砂嘴使用壽命提供指導(dǎo)。 本文的創(chuàng)新之處在于：利用有限元法，從磨料碰撞和噴砂嘴應(yīng)力分析角度研究了噴砂嘴的沖蝕磨損過(guò)程，運(yùn)用仿真數(shù)據(jù)，