基于有限元法的陶瓷噴砂嘴沖蝕磨損機理研究.pdf

1、噴砂嘴廣泛應用于機械、石油、化工、汽車、船舶和冶金等行業(yè)，是進行各種表面強化、表面噴涂、表面清洗、表面改性和噴射切割等機械設(shè)備上的關(guān)鍵部件之一，同時也是主要耐磨易損部件。目前在噴砂處理中，陶瓷噴砂嘴應用較為廣泛，其主要失效形式為沖蝕磨損。通過研究陶瓷噴砂嘴的沖蝕磨損，為有效地控制和減少沖蝕磨損造成的損耗，提高噴砂嘴的使用壽命具有重要意義。 本文從噴砂處理工藝的具體生產(chǎn)實際出發(fā)，通過研究磨料的運動方式，根據(jù)碰撞定義與分類，確定了磨

2、料碰撞噴砂嘴屬于低速碰撞。根據(jù)噴槍和噴砂嘴的具體結(jié)構(gòu)，建立了單粒子沖蝕磨損模型，并進行了噴砂嘴材料受力的理論分析，結(jié)合材料磨損性能和沖蝕機理等方面的研究，運用有限元分析軟件對噴砂嘴內(nèi)部磨料顆粒的運動進行模擬，通過分析磨料顆粒與噴砂嘴內(nèi)壁的碰撞行為，進行噴砂嘴應力分析，并充分考察各因素對沖蝕磨損的影響。 運用有限元軟件作為研究手段，對特定結(jié)構(gòu)和材料的噴砂嘴進行了有限元模擬。并且以SiC磨粒沖蝕B4C陶瓷靶板為例，結(jié)合脆性材料的沖蝕

3、特性，驗證了此類有限元模型的有效性。研究了沖蝕角對沖蝕磨損率的影響，從系統(tǒng)能量的角度分析模型的的局部應力、能量分布情況，再現(xiàn)了陶瓷材料的沖蝕磨損過程。利用有限元法進行仿真試驗，以不同的噴砂嘴材料和磨料為模型，通過修改調(diào)整有限元模型和材料參數(shù)，考察了多種因素對沖蝕磨損的影響，借助仿真得到的數(shù)據(jù)，為提高噴砂嘴使用壽命提供指導。 本文的創(chuàng)新之處在于：利用有限元法，從磨料碰撞和噴砂嘴應力分析角度研究了噴砂嘴的沖蝕磨損過程，運用仿真數(shù)據(jù)，