基于SPH方法的磨料水射流加工數(shù)值仿真研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、磨料水射流加工是一種新型加工方法。本文綜述了磨料水射流加工金屬材料的加工機(jī)理、各種侵蝕模型。為了克服應(yīng)用有限元法(FEM)處理流固耦合及超大變形問題時所面臨的困難,及使用基于任意拉格朗日一歐拉對接觸界面的識別和處理在計算上的困難,創(chuàng)新性提出了采用光滑粒子流體動力學(xué)(SPH)耦合有限元的建模方法以模擬磨料水射流加工過程,對此方法進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,并通過了建模仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對比驗(yàn)證,取得了一系列的研究成果。
   使用此種方法

2、,磨料水射流以SPH粒子建模,工件以有限元建模,兩著的耦合采用接觸算法實(shí)現(xiàn)。針對磨料和水兩種均勻混合材料的SPH粒子建模,本文在建模過程中創(chuàng)新采用隨機(jī)算法決定兩類SPH粒子的組成和分布,并首次提出了磨料材料模型。采用該模型對磨料水射流高速沖擊工件的加工過程進(jìn)行了數(shù)值仿真。通過仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的對比分析驗(yàn)證了仿真模型的正確性。
   為研究磨料水射流的沖蝕機(jī)制,本文總結(jié)了幾種國內(nèi)外廣為應(yīng)用的磨粒沖蝕磨損模型,并分析了各個模型的沖

3、蝕機(jī)制。本論文結(jié)合SPH方法,創(chuàng)新性地提出一種新的數(shù)值分析方法建立了單磨料粒子沖蝕過程的微觀分析模型。其中單磨料粒子為有限元模型,目標(biāo)靶體采用SPH粒子單元和有限元單元耦合的模型。其中,目標(biāo)靶體上與磨料粒子的可能沖蝕區(qū)域使用SPH粒子單元建模。磨料粒子和目標(biāo)靶體采用耦合接觸算法。通過與實(shí)驗(yàn)?zāi)P驮诓牧先コ噬系谋容^得出,數(shù)值分析方法可以用來研究磨粒的沖蝕磨損行為,驗(yàn)證了單磨料粒子沖擊目標(biāo)靶體的正確性,進(jìn)而在此基礎(chǔ)上分析了磨料在不同角度沖蝕

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