软性磨粒流超声强化机理及试验研究

作     者：计时鸣 邱毅 蔡姚杰 谭大鹏 JI Shiming;QIU Yi;CAI Yaojie;TAN Dapeng

作者机构：浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室杭州310014 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51375446) 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2014年第50卷第7期

页      码：84-93页

摘      要：针对固液两相软性磨粒流加工时间长,效率低的缺陷,提出一种软性磨粒流超声强化方法。该方法基于流场的欧拉-欧拉多相流模型和k??双方程湍流模型,将Navier-Stokes方程的声场模型与流场模型进行耦合。利用CFD流体分析软件,在有无加载超声波的两种情况下,对两者流场内的压力、速度及湍动能等相关参数进行对比研究分析,通过流体方程的求解得到流道内磨粒流的压力和速度分布情况。运用canny边缘检测算法对模拟图进行轮廓提取,结合Bwmorph等功能函数对轮廓图降噪去毛刺,得到处理后的数值模拟分析图,在数值模拟的基础上,利用粒子成像测速(Particle image velocimetry,PIV)系统观测流道内的流场变化,同时设计软性磨粒流循环加工系统,搭建其试验平台,对有无加载超声波两种情况下的加工效果进行对比试验。数值模拟和试验结果显示:数值模拟中加载超声波的矩形流道出现了大量速度较小、压力较大的空化区域,不断发展撞击壁面,并且数值模拟结果与PIV试验结论相一致;超声波作用于软性磨粒流,明显缩短了加工时间、提高了加工精度及效率。

主 题 词：软性磨粒流 超声波 欧拉模型 空化 数值模拟 轮廓提取 粒子成像测速 加工试验 

学科分类：080704[080704] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

核心收录：

D　O　I：10.3901/jme.2014.07.084

馆 藏 号：203110435...