前混合水射流噴丸強(qiáng)化噴嘴流場(chǎng)及應(yīng)力特性研究.pdf

1、前混合水射流噴丸強(qiáng)化是近期問(wèn)世的一項(xiàng)表面改性新技術(shù)，它具有噴頭體積小、易于控制、噪聲低、無(wú)塵、無(wú)毒、無(wú)味、安全、衛(wèi)生、強(qiáng)化效果好等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)綠色噴丸強(qiáng)化。本文應(yīng)用理論分析、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，對(duì)前混合水射流噴嘴內(nèi)外流場(chǎng)、彈丸沖擊殘余應(yīng)力場(chǎng)和旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試樣的疲勞壽命預(yù)測(cè)進(jìn)行了研究，研究結(jié)果對(duì)噴丸強(qiáng)化技術(shù)的發(fā)展具有一定的指導(dǎo)意義。
　　通過(guò)對(duì)各種CFD軟件的分析，結(jié)合前混合水射流噴丸強(qiáng)化技術(shù)特點(diǎn)，選擇FLUENT軟件作

2、為噴嘴流場(chǎng)數(shù)值模擬軟件;根據(jù)射流工作特點(diǎn)，選擇流體控制方程和湍流模型;分析了運(yùn)動(dòng)彈丸的受力，指出了各種力對(duì)射流中彈丸的影響作用。
　　基于多相流模型中的歐拉模型，應(yīng)用FLUENT軟件對(duì)前混合水射流噴嘴內(nèi)外流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究了噴丸壓力和噴嘴形狀對(duì)彈丸流場(chǎng)和水流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的影響。結(jié)果表明，在一定靶距范圍內(nèi)，沖擊速度隨噴丸壓力的增加而增大，但速度變化率逐漸減小;當(dāng)靶距為20mm時(shí)，在相同噴丸壓力作用下，圓形噴嘴獲得的沖擊速度最大，

3、正三角形噴嘴獲得的沖擊速度最小。
　　基于ABAQUS軟件模擬了初速度為70.5m/s彈丸沖擊靶體產(chǎn)生的殘余應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)和位移場(chǎng)，獲得了它們的變化規(guī)律，指出了彈丸沖擊靶體卸載后在靶體表面層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力區(qū)，在殘余壓應(yīng)力區(qū)下面為殘余拉應(yīng)力區(qū)，在軸平面上殘余壓應(yīng)力隨深度的增大先增加后減小，到達(dá)一定深度位置后，殘余壓應(yīng)力變?yōu)槔瓚?yīng)力，且曲面靶體噴丸后產(chǎn)生的軸向殘余應(yīng)力和周向殘余應(yīng)力有明顯的不同。
　　應(yīng)用MSC.fatigue疲勞