基于气液两相流理论的型面电解加工多场耦合模型及工艺优化研究
发布时间：2023-03-26 14:58
电解加工技术具备可加工各种难切削金属材料、无机械切削力等独特的优点,是航空航天发动机叶片型面、整体叶盘、炮管膛线、深小孔和异形槽等领域的主要加工手段。然而,电解加工复杂的工艺过程和较低的成形精度,给钛合金等难切削材料、复杂形状工件的制造增加了难度。因此,根据电解加工中电场、流场、温度场和结构场的相互作用关系,对多物理场耦合模型和影响加工精度的工艺参数进行深入系统的研究,实现工艺参数优化、提高电解加工精度是十分必要的。本文基于气液两相流理论对型面电解加工多场耦合模型及工艺参数优化的若干问题进行了深入的分析和研究,主要研究内容包括了以下几个方面:(1)计算了电解液中的气泡率。分析了电解加工中氢气产生的过程及其在加工间隙中的运动特性,基于气液两相流理论和Euler-Euler双流体模型,建立了电解加工气液两相流模型,通过设置边界条件,求解了湍流电解液中气泡率的二维分布。(2)计算了加工间隙中电解液的温度分布。考虑边界层较低流速对传热的显著影响,提出了用SST模型计算湍流电解液速度分布,同时计及了气泡对电解液密度和热导率的影响,通过分析电解加工过程中产生的热量及其传递过程,建立了电解加工温度场...
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 电解加工技术的原理及特点
1.2 电解加工技术研究现状
1.2.1 电解加工模型仿真的研究现状
1.2.2 电解加工工艺优化的研究现状
1.3 课题的来源与研究意义
1.4 本文研究的主要内容
1.5 本文研究的总体框架
第二章 电解加工气液两相湍流理论
2.1 电解加工电解液流动特性
2.2 气液两相流理论
2.2.1 气液两相流流型
2.2.2 气液两相流模型
2.3 电解加工气液两相湍流模型
2.3.1 欧拉-欧拉双流体模型
2.3.2 气液两相湍流模型
2.3.3 模型边界条件
2.4 本章小结
第三章 电解加工多场耦合模型及解耦方法研究
3.1 电解加工各物理场数学模型
3.1.1 电场数学模型
3.1.2 温度场数学模型
3.1.3 结构场数学模型
3.2 基于气液两相流的电解加工多场耦合模型
3.2.1 电解加工多物理场相互关系
3.2.2 电解加工多场耦合模型
3.3 电解加工多场耦合模型解耦方法研究
3.3.1 电解加工多场耦合模型解耦策略
3.3.2 电解加工多场耦合模型弱耦合迭代方法
3.4 本章小结
第四章 电解加工多场耦合模型仿真及试验研究
4.1 电解加工多场耦合模型仿真
4.1.1 几何模型和仿真参数
4.1.2 电解加工多场耦合模型仿真
4.2 电解加工实验平台的搭建
4.2.1 电解液系统及工装夹具
4.2.2 温度检测系统
4.3 仿真与试验结果分析
4.3.1 电解液温度分析
4.3.2 工件阳极温度分析
4.3.3 工件阳极轮廓高度分析
4.4 本章小结
第五章 电解加工工艺参数对型面加工精度影响规律研究
5.1 型面电解加工仿真概述
5.1.1 型面电解加工模型
5.1.2 电流密度分布与加工间隙分布
5.2 工艺参数对型面电解加工精度的影响
5.2.1 加工电压对型面电解加工精度的影响
5.2.2 电解液流速对型面电解加工精度的影响
5.2.3 出口压力对型面电解加工精度的影响
5.2.4 进给速度对型面电解加工精度的影响
5.3 叶片型面电解加工试验
5.4 本章小结
第六章 型面电解加工工艺优化研究
6.1 型面电解加工工艺参数优化模型
6.1.1 优化参数和目标函数
6.1.2 优化约束条件
6.2 型面电解加工工艺参数优化方法
6.2.1 枚举法
6.2.2 粒子群算法
6.3 型面电解加工工艺参数优化试验
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 研究工作总结
7.2 研究工作的创新点
7.3 对未来工作的展望
参考文献
攻读博士学位期间的学术活动及成果情况
本文编号：3771176
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 电解加工技术的原理及特点
1.2 电解加工技术研究现状
1.2.1 电解加工模型仿真的研究现状
1.2.2 电解加工工艺优化的研究现状
1.3 课题的来源与研究意义
1.4 本文研究的主要内容
1.5 本文研究的总体框架
第二章 电解加工气液两相湍流理论
2.1 电解加工电解液流动特性
2.2 气液两相流理论
2.2.1 气液两相流流型
2.2.2 气液两相流模型
2.3 电解加工气液两相湍流模型
2.3.1 欧拉-欧拉双流体模型
2.3.2 气液两相湍流模型
2.3.3 模型边界条件
2.4 本章小结
第三章 电解加工多场耦合模型及解耦方法研究
3.1 电解加工各物理场数学模型
3.1.1 电场数学模型
3.1.2 温度场数学模型
3.1.3 结构场数学模型
3.2 基于气液两相流的电解加工多场耦合模型
3.2.1 电解加工多物理场相互关系
3.2.2 电解加工多场耦合模型
3.3 电解加工多场耦合模型解耦方法研究
3.3.1 电解加工多场耦合模型解耦策略
3.3.2 电解加工多场耦合模型弱耦合迭代方法
3.4 本章小结
第四章 电解加工多场耦合模型仿真及试验研究
4.1 电解加工多场耦合模型仿真
4.1.1 几何模型和仿真参数
4.1.2 电解加工多场耦合模型仿真
4.2 电解加工实验平台的搭建
4.2.1 电解液系统及工装夹具
4.2.2 温度检测系统
4.3 仿真与试验结果分析
4.3.1 电解液温度分析
4.3.2 工件阳极温度分析
4.3.3 工件阳极轮廓高度分析
4.4 本章小结
第五章 电解加工工艺参数对型面加工精度影响规律研究
5.1 型面电解加工仿真概述
5.1.1 型面电解加工模型
5.1.2 电流密度分布与加工间隙分布
5.2 工艺参数对型面电解加工精度的影响
5.2.1 加工电压对型面电解加工精度的影响
5.2.2 电解液流速对型面电解加工精度的影响
5.2.3 出口压力对型面电解加工精度的影响
5.2.4 进给速度对型面电解加工精度的影响
5.3 叶片型面电解加工试验
5.4 本章小结
第六章 型面电解加工工艺优化研究
6.1 型面电解加工工艺参数优化模型
6.1.1 优化参数和目标函数
6.1.2 优化约束条件
6.2 型面电解加工工艺参数优化方法
6.2.1 枚举法
6.2.2 粒子群算法
6.3 型面电解加工工艺参数优化试验
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 研究工作总结
7.2 研究工作的创新点
7.3 对未来工作的展望
参考文献
攻读博士学位期间的学术活动及成果情况
本文编号：3771176
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3771176.html
