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圆柱曲面剪切增稠抛光材料去除函数仿真与实验研究

论文摘要

目的通过有限元仿真方法获得圆柱曲面周围压强场和速度场的分布,结合实验结果拟合得到修正系数,从而建立圆柱曲面剪切增稠抛光(STP)的材料去除函数。方法运用计算流体动力学仿真软件CFX,对圆柱曲面STP过程的抛光液流动进行仿真,通过对比工件所受作用力的仿真值与实验测量值,求得流体流变特性修正系数K_v,再根据仿真得到的圆柱曲面表面压强场和抛光液速度场,基于Preston方程建立圆柱曲面STP的材料去除函数。以不锈钢316圆柱曲面为抛光实验对象,通过去除率测量结果拟合得到材料去除函数系数。结果计算得出流体流变特性修正系数K_v=40.1,修正后,仿真模型的压力输出值与实验测量值的误差为4.7%。计算得到Preston方程去除函数的方程系数K_c=28.85。材料去除函数在整个圆柱曲面呈现近似正弦函数的分布规律,与抛光速度呈指数函数关系。抛光仿真和实验结果有着较好的吻合,误差在5%以内,表明了仿真模型的有效性。结论通过CFX仿真,可以很好地揭示剪切增稠抛光过程中圆柱曲面表面压强场和速度场的分布规律,并基于Preston方程建立材料去除函数,这种剪切增稠抛光去除函数的建立方法,不仅仅适用于规则的圆柱体,也适合其他形状工件剪切增稠抛光去除函数的建立。

论文目录

  • 1 剪切增稠抛光原理与抛光液流变特性
  • 2 剪切增稠抛光圆柱流体仿真
  •   2.1 建立仿真模型
  •   2.2 剪切增稠流体特性和边界条件设置
  •   2.3 圆柱曲面剪切增稠抛光材料去除函数的建立
  • 3 抛光实验
  •   3.1 实验条件
  •   3.2 实验结果
  •   3.3 分析与讨论
  •   3.4 抛光效率的对比
  • 4 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 陈士豪,吕冰海,贺乾坤,杨易彬,邵琦,宋志龙,袁巨龙

    关键词: 圆柱曲面,剪切增稠抛光,有限元仿真,去除函数,不锈钢

    来源: 表面技术 2019年10期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 金属学及金属工艺

    单位: 浙江工业大学超精密加工研究中心

    基金: 浙江省自然科学基金项目(LR17E050002),国家自然科学基金(51175166)~~

    分类号: TG580.692

    DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.10.044

    页码: 355-362

    总页数: 8

    文件大小: 2032K

    下载量: 152

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/465609d1a67e832c00b66df5.html