基于FLUENT的后混合磨料水射流喷嘴内流场的数值模拟

以后混合磨料水射流喷嘴为研究对象,基于多相流动的欧拉模型,应用FLUENT流体分析软件对几种典型后混合磨料喷嘴的内流场进行数值模拟和仿真,得到压力分布、速度分布、湍流能量分布.结果表明:喷嘴内由于涡旋的形成损耗了部分能量,使得射流出口速度和动能明显降低;存在一个最优圆柱长度使得磨料出口速度达到最大值,其长度为喷嘴出口直径的23～37倍时,磨料得到最高的出口速度;喷嘴内流体紊动能的分布主要集中在喷嘴近壁区和几何形状变化较大的区域.     

面向线切割机床(往复走丝型)动态误差补偿技术的研究

为了提高电火花线切割机床(往复走丝型)的加工精度与表面质量,缩小往复走丝型和单向走丝型机床之间在零件加工精度和加工表面质量的差异,消除由于工作台运动时轴定位引起的加工误差所形成的误差,设计了一套基于MPC2810运动控制器的控制系统。利用MPC2810运动控制器对交流伺服电机进行速度环的半闭环控制,位置环的全闭环控制,使得伺服系统获得较高的定位精度,满足电火花线切割加工的要求。利用MPC2810的软件补偿功能,在不改造机床硬件设备的情况下,使得电火花线切割机床(往复走丝型)加工精度和加工质量明显提高。     

微磨料水射流对多晶硅切割的试验研究与模型分析

笔者根据材料冲蚀磨损原理,分析探讨了微磨料水射流切割多晶硅硅锭的机理。并运用后混合微磨料射流切割装置,对多晶硅硅锭进行了单因素切割试验,从而获得了切割性能曲线。研究结果表明,微磨料水射流对多晶硅的切割完全可行,射流压力和横移速度是重要的试验数据。通过对高压磨料水射流切割性能的预测和加工参数的优化,最终建立切割表面质量经验模型,根据模型分析得出射流压力、横移速度与切割质量之间的关系。     

基于机械臂的空间水射流切割系统的设计与仿真

笔者以水射流切割机床机械臂为研究对象,基于SolidWorks软件建立了四轴空间水射流机床机械臂的模型,应用ADAMS软件的运动仿真功能,对4自由度机械臂的运动特性进行了仿真分析。仿真结果表明,应用四轴机械臂的空间水射流切割系统可完成空间复杂曲线运动,从而实现三维加工,如圆锥体、圆锥齿轮及螺纹等。通过增加摆动臂来解决水射流切割过程中的锥度补偿,提高了切割几何精度。     

冰粒水射流表面抛光实验研究

对冰粒水射流抛光进行实验研究。在选取合适冰粒直径和其他参数的条件下,根据后混合磨料水射流原理,用冰粒水射流对硬脆性材料的表面进行抛光。选用的抛光试件为未经过热处理的45钢,抛光喷嘴内径为3.175 mm,冰粒直径为0.5～2 mm,冰粒贮存温度为-20～-50℃。设计正交试验,分析冰粒水射流抛光过程中,主要加工工艺参数对表面粗糙度的影响。结果表明:冰粒水射流完全可以达到抛光功用;靶距是影响抛光效果的主要因素。     

神光-Ⅲ精密光学模块侧装机械手运动学分析

为顺利将激光聚变试验所需的光学模块安装至主机试验装置中,设计了一种八自由度侧装机器人。通过D-H法建立机器人各杆件的参考坐标系并获得D-H参数,推导出该侧装机器人运动学正解。提出采用关节变量虚化法构建出一个虚拟六自由度机器人,并利用解析法求解虚拟六自由度机器人运动学逆解。基于关节占用空间最小的原则,结合麦夸特算法利用1stOpt软件对关节3和关节4的位置进行求解,进而求解八自由度侧装机器人运动学逆解,并通过实例验证逆解算法的正确性。对运动学分析求解可以用于机械臂末端执行器的精确定位和运动规划,为实现八自由度侧装机器人的轨迹规划及实时控制等提供理论参考。     

基于FLUENT脉冲射流喷嘴流道内轮廓的研究

以自激振荡式脉冲水射流喷嘴为研究对象,应用FLUENT软件分别对具有锥形、三次曲线和双圆弧内轮廓的上喷嘴进行了仿真研究,分析了上喷嘴流道内轮廓形状对脉冲射流特性的影响规律。仿真结果表明,自激脉冲喷嘴上喷嘴的流道内轮廓形状对脉冲射流有很大的影响,当压力较低时,上喷嘴为锥形流道的脉冲喷嘴特性比三次曲线和双圆弧流道好;当压力较高时,上喷嘴为三次曲线流道的脉冲喷嘴特性比双圆弧和锥形好。研究结果还表明,脉冲射流的出口速度与泵压成正比。     

磨料水射流喷嘴内流场的数值模拟

该文以后混合磨料水射流水喷嘴为研究对象,基于两相流动的欧拉-拉格朗日和高雷诺数的标准双方程湍流模型,应用FLUENT软件对磨料水喷嘴内部两相流进行仿真,研究了固液两相流在磨料水喷嘴中的流体动态、磨料粒子的速度。通过对磨料水喷嘴磨损和液固混合相流域的权衡和模拟结果分析,得到磨料水喷嘴的锥形收敛角为30°、柱形内孔直径为0.76 mm、聚焦管总长为73 mm时具有较好的切割性能。通过分析不同长度、直径、锥形入口角的磨料水喷嘴,优化了磨料水喷嘴的结构参数。