游離磨粒加工中流場的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、研磨拋光是當(dāng)今制造業(yè)中重要的加工工藝之一。在許多情況下，尤其對(duì)于各種功能陶瓷材料和新型復(fù)合材料加工時(shí)，研磨是一種有效的加工工藝方法。為了滿足這些不斷涌現(xiàn)的新材料的加工要求，人們逐漸開發(fā)了許多新的研磨和拋光方法。這些新的研磨拋光方法，其工作原理有些已不完全是純機(jī)械的去除，有些不是采用傳統(tǒng)的研具和研磨磨料，而是采用游離磨粒加工。
　　 本文針對(duì)游離磨粒加工中的流場運(yùn)用兩相流理論對(duì)其進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)研究。
　　 通過本文的研究

2、，主要得出來以下這三個(gè)方面的結(jié)果：
　　 1)以FLUENT軟件為計(jì)算平臺(tái)，采用Spalart-Allmaras固液兩相Mixture湍流模型對(duì)磨粒流加工過程中磨粒流的流動(dòng)形態(tài)進(jìn)行了數(shù)值模擬。由數(shù)值模擬結(jié)果，我們可以清楚地了解到磨粒流加工過程中的主要參數(shù)，如進(jìn)出口壓力差和粘度等對(duì)加工效率的影響，從而為參數(shù)選擇提供了有價(jià)值的參考依據(jù)。
　　 2)基于CFD技術(shù)和兩相流理論，運(yùn)用流體計(jì)算力學(xué)軟件FLUENT中的兩相流模型對(duì)游

3、離磨粒精密研磨拋光過程中的拋光液流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬，建立了可以預(yù)測拋光墊與工件界面間流體壓力分布的拋光液流動(dòng)數(shù)值模型。使用該數(shù)值模型可以研究界面間流體壓力分布與拋光墊轉(zhuǎn)速、拋光液粘度以及拋光墊表面粗糙度之間的關(guān)系，為進(jìn)一步深入探討游離磨粒精密拋光作用機(jī)理提供了參考依據(jù)。該數(shù)值模型提供了一種方法，可以用來預(yù)測拋光墊任何轉(zhuǎn)速時(shí)拋光液流動(dòng)所產(chǎn)生的作用，因此它有助于提高工件的拋光效率和改善工件的表面質(zhì)量。
　　 3)建立了用于游離磨粒精密

4、研磨拋光過程中拋光墊與工件界面流體壓力分布的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。采集了工件保持靜止而拋光墊旋轉(zhuǎn)時(shí)，界面流體壓力分布的數(shù)據(jù)結(jié)果。流體壓力實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示工件下方壓力呈現(xiàn)不對(duì)稱分布，存在較大范圍的負(fù)壓力區(qū)域和一小部分的正值壓力區(qū)域；且隨著拋光墊轉(zhuǎn)速的增加，負(fù)壓力與正壓力的數(shù)值均增大。拋光液的粘度值顯著影響工件和拋光墊界面間壓力的分布。粘度較大時(shí)，界面間壓力波動(dòng)較大，流場不穩(wěn)定，在工件邊緣局部區(qū)域存在較大數(shù)值的負(fù)壓力和正壓力。
　　 最后將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)