游離磨粒加工中流場的數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、研磨拋光是當今制造業(yè)中重要的加工工藝之一。在許多情況下，尤其對于各種功能陶瓷材料和新型復合材料加工時，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。
　　 本文針對游離磨粒加工中的流場運用兩相流理論對其進行了仿真和實驗研究。
　　 通過本文的研究

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

3、離磨粒精密研磨拋光過程中的拋光液流動進行數(shù)值模擬，建立了可以預測拋光墊與工件界面間流體壓力分布的拋光液流動數(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系，為進一步深入探討游離磨粒精密拋光作用機理提供了參考依據(jù)。該數(shù)值模型提供了一種方法，可以用來預測拋光墊任何轉(zhuǎn)速時拋光液流動所產(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驗平臺。采集了工件保持靜止而拋光墊旋轉(zhuǎn)時，界面流體壓力分布的數(shù)據(jù)結果。流體壓力實驗結果顯示工件下方壓力呈現(xiàn)不對稱分布，存在較大范圍的負壓力區(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，界面間壓力波動較大，流場不穩(wěn)定，在工件邊緣局部區(qū)域存在較大數(shù)值的負壓力和正壓力。
　　 最后將實驗數(shù)據(jù)