可控边界流体抛光的数值模拟和试验研究

发布时间：2017-10-10 09:39

  本文关键词：可控边界流体抛光的数值模拟和试验研究

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【摘要】：随着科学技术的不断发展,超光滑表面加工技术在光学仪器、航空航天、高精密机械等领域受到越来越广泛的应用。随着产品的更新换代,对工件表面加工质量要求越来越苛刻,超光滑表面加工技术是当今制造业的研究热点。为了更好的获得超光滑表面,本文对新型液动压悬浮抛光方法进行了研究。这种新型抛光技术引入了约束边界,控制流体边界,可以有效的提高加工区域的流体动压力,改善压力分布均匀性,从而更有利于获得少无损伤的超光滑表面。本文的主要研究内容有:(1)基于流体动力学的理论,研究流体运动特性,分析游离于流场中的磨粒在抛光过程中的运动状态及其去除材料的理论;(2)建立了液动压悬浮抛光流场的整体三维模型,数值模拟了固液两相流,采用正交试验设计方法分析了抛光盘转速、加工间隙以及抛光液浓度三个因素对流场动压力及磨粒速度的影响;(3)建立了磨粒撞击工件表面的有限元模型,对磨粒撞击工件表面产生的残余应力分布特点进行仿真分析,并比较不同的入射速度和入射角度撞击铜工件表面对残余应力产生的不同的影响;(4)搭建液动压悬浮抛光装置,对液动压悬浮抛光过程中加工区域的流体动压力进行测量,并研究了转速和加工间隙的变化对流体动压力的影响。
【关键词】：超光滑表面 可控边界 液动压悬浮抛光 流场动压力 残余应力
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG580.692
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 课题来源10
• 1.2 课题研究意义10-11
• 1.3 超光滑表面加工技术国内外研究现状和发展趋势11-17
• 1.3.1 国内外研究现状11-16
• 1.3.2 发展趋势16-17
• 1.4 本文主要研究内容及技术路线17-20
• 1.4.1 课题的提出和主要研究内容17-18
• 1.4.2 本文研究的技术路线18-20
• 第2章 液动压悬浮抛光固液两相流原理20-30
• 2.1 引言20
• 2.2 流体动力学方程20-21
• 2.2.1 质量守恒方程20-21
• 2.2.2 动量守恒方程21
• 2.2.3 能量守恒方程21
• 2.3 液动压悬浮抛光流体模型21-25
• 2.3.1 流体动压润滑理论22-24
• 2.3.2 液动压悬浮抛光理论24-25
• 2.4 液动压悬浮抛光固体磨粒磨损理论25-29
• 2.4.1 固体磨粒受力分析25-27
• 2.4.2 磨粒去除材料理论分析27-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 液动压悬浮抛光固液两相流数值模拟30-44
• 3.1 引言30
• 3.2 计算流体力学概述30-34
• 3.2.1 湍流模型30-31
• 3.2.2 两相流模型理论31-32
• 3.2.3 SIMPLE算法32-34
• 3.3 液动压悬浮抛光计算模型34-36
• 3.3.1 物理模型的建立34-35
• 3.3.2 边界条件及网格划分35-36
• 3.4 基于正交试验法的数值试验36-37
• 3.5 液动压悬浮抛光流体压力场37-40
• 3.6 液动压悬浮抛光固相磨粒速度场40-42
• 3.7 本章小结42-44
• 第4章 抛光工件表面残余应力的数值模拟44-56
• 4.1 引言44
• 4.2 有限元软件ABAQUS简介44-47
• 4.2.1 ABAQUS简介45
• 4.2.2 ABAQUS的接触分析45-46
• 4.2.3 ABAQUS碰撞分析46-47
• 4.3 磨粒与工件表面碰撞的有限元模型47-49
• 4.3.1 对模型的假设47
• 4.3.2 有限元模型47-49
• 4.4 单颗磨粒碰撞工件的仿真49-54
• 4.4.1 不同入射角度对应力场的影响49-52
• 4.4.2 不同速度对应力场的影响52-54
• 4.5 本章小结54-56
• 第5章 液动压悬浮抛光流体压力试验研究56-62
• 5.1 引言56
• 5.2 液动压悬浮抛光装置56-58
• 5.2.1 抛光装置工作原理56-57
• 5.2.2 加工间隙调节装置57
• 5.2.3 流体压力检测装置57-58
• 5.3 抛光液的配置58-59
• 5.4 液动压悬浮抛光实验59-61
• 5.4.1 抛光盘转速对流体压力的影响59-60
• 5.4.2 加工间隙对流体压力的影响60-61
• 5.5 本章小结61-62
• 第6章 总结与展望62-64
• 6.1 本文总结62
• 6.2 创新点62-63
• 6.3 课题展望63-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-70
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1005660