噴射成形制備管狀坯形貌的計算機模擬.pdf

1、基于固定式多噴嘴噴射成形開發(fā)測試設(shè)備，建立管狀沉積坯形貌預(yù)測模型。在分析霧化流沉積特性的基礎(chǔ)上對沉積基底的運動參數(shù)進行優(yōu)化，并模擬不同霧化噴嘴條件下管狀沉積坯的生長過程及形貌。分析比較計算結(jié)果，探討具有不同傾角的霧化器對于沉積坯形貌的影響規(guī)律和機理。
　　首先，根據(jù)霧化器與基底之間運動的相對性簡化了建模難度，計算出各時刻沉積點所對應(yīng)的噴射距離 h和沉積半徑 r，通過引入判斷沉積點屏蔽情況的“BFC+形貌函數(shù)”法并進行沉積節(jié)點的坐標

2、追蹤，建立了預(yù)測管狀坯形貌的數(shù)學模型。分析了霧化流在沉積表面的螺旋軌跡以及疊加特性，得出了優(yōu)化沉積基底運動參數(shù)(u,ω)的基本條件：當基底平移速度 u與旋轉(zhuǎn)速度ω滿足關(guān)系式u/ω≤ dmax/2π時，在沉積面內(nèi)可形成表面連續(xù)的質(zhì)量分布，并有利于形貌連續(xù)的沉積坯的生成。其中，dmax為能夠在沉積表面形成連續(xù)質(zhì)量分布時的沉積軌跡極限螺距，要求在最小霧化器傾角（同時使用兩個以上霧化器時）和沉積終點噴射距離 hf條件下計算得出。最后，模擬計算了

3、不同噴嘴組合條件下7075鋁合金管坯的形貌及其生長過程。
　　研究結(jié)果表明：當使用具有傾角的噴嘴(β≠0)進行噴射時，由于在沉積表面的質(zhì)量分布對稱性受到影響，單一沉積層的厚度不均勻，所制備的管坯過渡區(qū)長度明顯增加，有效穩(wěn)定生長區(qū)長度減小，降低了收得率；沉積基底運動參數(shù)(u,ω)、初始噴射距離 h0等工藝參數(shù)并不能改變因霧化器傾角所引起的沉積坯形貌的不理想狀況。因此，當將該設(shè)備用于實驗室制備管坯時，建議直接使用傾角為0o的霧化器單噴