前混合水射流噴丸強化噴嘴流場及應力特性研究.pdf

1、前混合水射流噴丸強化是近期問世的一項表面改性新技術(shù)，它具有噴頭體積小、易于控制、噪聲低、無塵、無毒、無味、安全、衛(wèi)生、強化效果好等優(yōu)點，可實現(xiàn)綠色噴丸強化。本文應用理論分析、數(shù)值模擬和實驗研究相結(jié)合的方法，對前混合水射流噴嘴內(nèi)外流場、彈丸沖擊殘余應力場和旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試樣的疲勞壽命預測進行了研究，研究結(jié)果對噴丸強化技術(shù)的發(fā)展具有一定的指導意義。
　　通過對各種CFD軟件的分析，結(jié)合前混合水射流噴丸強化技術(shù)特點，選擇FLUENT軟件作

2、為噴嘴流場數(shù)值模擬軟件;根據(jù)射流工作特點，選擇流體控制方程和湍流模型;分析了運動彈丸的受力，指出了各種力對射流中彈丸的影響作用。
　　基于多相流模型中的歐拉模型，應用FLUENT軟件對前混合水射流噴嘴內(nèi)外流場進行了數(shù)值模擬，研究了噴丸壓力和噴嘴形狀對彈丸流場和水流場運動規(guī)律的影響。結(jié)果表明，在一定靶距范圍內(nèi)，沖擊速度隨噴丸壓力的增加而增大，但速度變化率逐漸減小;當靶距為20mm時，在相同噴丸壓力作用下，圓形噴嘴獲得的沖擊速度最大，

3、正三角形噴嘴獲得的沖擊速度最小。
　　基于ABAQUS軟件模擬了初速度為70.5m/s彈丸沖擊靶體產(chǎn)生的殘余應力場、應變場和位移場，獲得了它們的變化規(guī)律，指出了彈丸沖擊靶體卸載后在靶體表面層產(chǎn)生殘余壓應力區(qū)，在殘余壓應力區(qū)下面為殘余拉應力區(qū)，在軸平面上殘余壓應力隨深度的增大先增加后減小，到達一定深度位置后，殘余壓應力變?yōu)槔瓚Γ仪姘畜w噴丸后產(chǎn)生的軸向殘余應力和周向殘余應力有明顯的不同。
　　應用MSC.fatigue疲勞