基于滑移网格的封边机除屑系统仿真优化研究

发布时间：2024-05-17 01:27

　　以封边机除屑系统为研究对象,借助Fluent软件,采用滑移网格技术和离散相模型,对除屑系统内部空气流场和废屑颗粒分布进行三维非定常数值仿真。结果显示,原除屑系统结构进出口压力损失较大,吸附废屑能力较弱;优化后除屑系统结构在刀具转速10 000 r/min、出口风压-1 700 Pa条件下,进出口压力损失减小64.1%,除屑率增加了30%。现场测试显示,优化后除屑系统的除屑效果大幅度提升,仿真结果与现场测试现象,基本保持一致。

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【部分图文】：

图1原除屑罩体结构示意图（单位:mm)

每块板件经过封边机进行封边，有大量废屑经罩体与刀具之间缝隙边缘外泄而积聚在工作台上。多种因素可导致外泄，包括：切屑形状多变，有片状、丝状、颗粒状，不同的吸附面积产生的吸力不同；废屑初速度很大，方向多变；罩体敞口面积过大，敞口式罩体结构（如图1所示）弱化了废屑产生点周边处负压吸力。....

图2除屑系统结构简化示意图

除屑系统结构对称，取其中一个除屑结构进行空气流场和废屑颗粒场的仿真分析。为了更好地离散化计算域，在确保准确性和网格质量的情况下，对除屑罩体结构进行一定的简化，如图2所示。由于刀具高速旋转切削产生切屑颗粒，模型中存在动静结合面，为研究废屑颗粒分布情况，采用滑移网格技术，处理除屑罩体....

图3除屑结构仿真模型

FLUENT中用于处理运动问题的计算模型有运动坐标系和运动域两种，其中运动域方法包括：滑移网格模型和动网格等[6]。用滑移网格模型解决旋转刀具与静止部件的相对运动问题，在动-静干涉处需建立交界面，使计算域产生两个相对运动的子域，由非一致网格界面连接。因此，需建立一个外流场方形区域....

图4除屑结构模型网格划分情况

图3除屑结构仿真模型除屑罩体内部由于存在空气以及废屑颗粒两种物质，涉及气固两相流，因此采用离散相模型（DPM）分析除屑罩体内部颗粒的分布特性。将空气定义为连续介质，把废屑颗粒视作离散相粒子，利用离散相模型研究废屑颗粒的运动规律。Fluent中的离散相模型假定离散相非常稀薄，因而....

本文编号：3975185