磨料高壓水射流切割關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、磨料高壓水射流技術(shù)是于20世紀(jì)初新興起的一門學(xué)科，以其高效率，無污染，無熱變形，切面光滑等獨(dú)特的切割優(yōu)點(diǎn)廣泛運(yùn)用于治金、機(jī)械、造船、建筑和軍工等行業(yè)的金屬材料加工中。然而在實(shí)際運(yùn)用中，還存在許多不足之處，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
　　(1)工人在操作設(shè)備過程中，噪聲甚大，甚至有時(shí)尖銳刺耳，這嚴(yán)重影響到工人的工作情緒，也威脅到工人的身心健康；
　　(2)在鋼板的切割過程中，噴嘴磨損嚴(yán)重，更換頻繁，加工成本進(jìn)而提高；
　　

2、(3)切割較厚鋼鐵材料時(shí)，工作壓力的提高引起了較為明顯的壓力脈動(dòng)，這嚴(yán)重影響了切割質(zhì)量，降低了相關(guān)零部件的使用壽命；
　　(4)對(duì)鋼材加工時(shí)產(chǎn)生的滯后、回?fù)衄F(xiàn)象所引起的切縫質(zhì)量下降等問題，其工作參數(shù)的最優(yōu)化，是本領(lǐng)域一技術(shù)難題。
　　本文以超高壓后混合式磨料水射流切割系統(tǒng)為研究對(duì)象，首先對(duì)噪聲產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行了理論分析，主要研究射流湍流噪聲和氣蝕噪聲，并提出了降低壓力脈動(dòng)和改進(jìn)噴嘴結(jié)構(gòu)來降噪的方法。
　　其次，建立了后混

3、式磨料噴嘴流場(chǎng)的可視化模型，用Fluent軟件求解噴嘴內(nèi)各節(jié)點(diǎn)的速度，根據(jù)速度場(chǎng)分布，討論了影響磨料速度的主要影響因素，結(jié)果表明，混合腔長(zhǎng)度、聚焦管長(zhǎng)度及錐角都存在一個(gè)最優(yōu)值，從降低磨料噴嘴磨損、減小噴嘴能量損失的角度來看，應(yīng)該調(diào)整混合腔內(nèi)錐角到合理值。
　　接著分析了增壓系統(tǒng)中的壓力脈動(dòng)，并通過MATLAB中的動(dòng)態(tài)仿真工具軟件包SIMULINK對(duì)其進(jìn)行建模仿真。從仿真來看可以看出，超高壓發(fā)生系統(tǒng)中的壓力脈動(dòng)與工作壓力、增壓比、蓄