磨料流加工假塑性流体FLUENT软件数值模拟光整加工论文

1、基于有限元方法的磨料流加工数值模拟研究【摘要】 磨料流加工技术,又称挤压珩磨,它主要是在一定压力的作用下,强迫承载有磨粒的粘弹性高分子载体流过被加工零件的表面,使其内部包含的磨粒在被加工零件的表面产生滑动作用,进而利用磨粒的刮削作用来去除工件表面微观不平材料的一种工艺方法。应用磨料流加工技术能很好的对较复杂的表面和型腔以及工件较隐蔽的部位,如微孔、窄缝、交叉孔等进行抛光、去毛刺等加工,而且加工效率高,加工质量好,可加工的材料范围广。因此该项技术已经被人们广泛应用到各种行业领域中。但是,由于影响其加工效果的因素较多,对其加工机理的研究变得非常困难。目前对磨料流加工技术的研究还主要依靠实验手段来完

2、成。要建立和完善磨料流加工机理理论和弄清不同因素对磨料流加工效果的影响等问题,必须通过大量实验,然后在实验数据的基础上进行总结和对比,这就延长了研究周期,而且实验有时还受客观条件的限制缺乏可操作性。然而近年来由于流体动力学及相关数值模拟软件的发展,使得人们在计算机上就可以实现对各种流体流动的分析,而且因其不受物理和实验条件的限制,所以现在人们更多的来借助于计算机完成对流体流动分析,不仅省钱省时,而且其可视化界面,可以使得对其分析结果的显示更加直. 更多还原【Abstract】 Abrasive flow machining (AFM) is a nontraditional fini

3、shing method, which is also called extrusion honing. The machining principle of the technology mainly is that viscoelastic high polymer carrying abrasive particles is forced to flow the workpiece surface at certain pressure, and during this process the abrasive particles create relative slipping wit

4、h workpiece surface and produce scraping action on the workpiece to remove microscopic uneven rough material. AFM is particularly suitable to poli. 更多还原 【关键词】 磨料流加工； 假塑性流体； FLUENT软件； 数值模拟； 光整加工； 【Key words】 abrasive flow machining； pseudoplastic fluid； FLUENT software； numerical simulation； fin

5、ishing； 摘要 3-6 ABSTRACT 6-9 第一章 绪论 12-24 1.1 引言 12 1.2 磨料流加工技术概述 12-17 1.2.1 磨料流加工原理 13-14 1.2.2 磨料流加工方法的技术组成 14-15 1.2.3 磨料流加工的特点 15-16 1.2.4 磨料流加工效果的影响因素 16-17 1.3 文献综述 17-22 1.3.1 磨料流加工的应用研究 17-19 1.3.2 磨料流加工机理与影响因素的研究 19-22 1.4 选题的目的和意义 22 1.5 本课题主要的研究工作 22-24 第二章 计算流体动力学基础与FLUENT软件简介 24-36 2.1

6、计算流体动力学基础 24-27 2.1.1 计算流体动力学概述 24 2.1.2 计算流体动力学数值计算方法概述 24-26 2.1.3 计算流体动力学的特点 26 2.1.4 计算流体动力学的应用领域 26-27 2.2 计算流体动力学的控制方程 27-29 2.2.1 质量守恒方程 27 2.2.2 动量守恒方程 27-28 2.2.3 能量守恒方程 28-29 2.3 计算流体动力学的求解过程 29-30 2.4 FLUENT软件介绍 30-36 2.4.1 FLUENT软件概述 30 2.4.2 FLUENT软件的结构组成 30-31 2.4.3 FLUENT软件求解问题的步骤 31-

7、32 2.4.4 湍流模型 32-36 第三章 磨料流加工技术理论基础 36-46 3.1 流体磨料的流变性质 36-38 3.2 流体磨料在圆形孔道中的流动形态分析 38-46 3.2.1 流体磨料在圆形孔道中的流动特点 38-40 3.2.2 流体磨料在圆形孔道内全展流区的流动方程 40-46 第四章 基于有限元方法的磨料流加工数值模拟的研究 46-58 4.1 磨料流加工的数值模拟 46-49 4.1.1 有限元模型的建立 46-47 4.1.2 边界条件设置 47-48 4.1.3 物性参数设置 48 4.1.4 流动模型的选择及求解器的相关设置 48-49 4.2 模拟结果与分析 49-53 4.2.1 一定工作压力下的模拟结果与分析 49-51 4.2.2 一定流动速度下的模拟结果与分析 51-52 4.2.3 不同工作压力下的模拟结果与分析 52-53 4.3 模拟结果与实验结果对比 53-58 第五章 不同影响因素下磨料流加工的数值模拟分析 58-74 5.1 流体磨料的粘度对圆孔工件孔道内压力和速度的影响 58-65 5.2 流体磨