期刊文献+
共找到41篇文章
< 1 2 3 >
每页显示 20 50 100
Improved Soft Abrasive Flow Finishing Method Based on Turbulent Kinetic Energy Enhancing 被引量:9
1
作者 Jun LI Shiming JI Dapeng TAN 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第2期301-309,共9页
Soft abrasive flow(SAF) finishing can process the irregular geometric surfaces, but with the matter of low processing efficiency. To address the issue, an improved SAF finishing method based on turbulent kinetic ene... Soft abrasive flow(SAF) finishing can process the irregular geometric surfaces, but with the matter of low processing efficiency. To address the issue, an improved SAF finishing method based on turbulent kinetic energy enhancing is proposed. A constrained flow passage with serration cross-section is constructed to increase the turbulence intensity. Taking the constrained flow passage as the objective, a two-phase fluid dynamic model is set up by using particle trajectory model and standard k-ε turbulence model, and the flow field characteristics of the flow passage are acquired. The numerical results show that the serration flow passage can enhance the turbulence intensity, uniform the particles distribution, and increase the particle concentration near the bottom wall. The observation results by particle image velocimetry(PIV) show that the internal vortex structures are formed in flow passage, and the abrasive flow takes on turbulence concentrating phenomenon in near-wall region. The finishing experiments prove that the proposed method can obtain better surface uniformity, and the processing efficiency can be improved more 35%. This research provides an abrasive flow modeling method to reveal the particle motion regulars, and canoffer references to the technical optimization of fluid-based precision processing. 展开更多
关键词 soft abrasive flow Serration flow passage ·Kinetic energy enhancing Particle image velocimetry
在线阅读 下载PDF
Multi-physical Modeling and Adjusting for Ultrasonic Assisted Soft Abrasive Flow Processing
2
作者 Yesha Ni Yunfeng Tan Dapeng Tan 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第4期111-124,共14页
The polishing efficiency of the soft abrasive flow(SAF)method is low,which is not in line with the concept of carbon emission reduction in industrial production.To address the above issue,a two-phase fluid multi-physi... The polishing efficiency of the soft abrasive flow(SAF)method is low,which is not in line with the concept of carbon emission reduction in industrial production.To address the above issue,a two-phase fluid multi-physics modeling method for ultrasonic-assisted SAF processing is proposed.The acoustics-fluid coupling mechanic model based on the realizable k-ε model and Helmholtz equation is built to analyze the cavitation effect.The results show that the pro-posed modeling and solution method oriented to ultrasonic-assisted SAF processing have better revealed the flow field evolution mechanism.The turbulence kinetic energy at different ultrasonic frequencies and amplitudes is stud-ied.Simulation results show that the ultrasonic vibration can induce a cavitation effect in the constrained flow chan-nel and promote the turbulence intensity and uniformity of the abrasive flow.A set of comparative polishing experiments with or without ultrasonic vibration are conducted to explore the performance of the proposed method.It can be found that the ultrasonic-assisted SAF method can improve the machining efficiency and uniformity,to achieve the purpose of carbon emission reduction.The relevant result can offer a helpful reference for the SAF method. 展开更多
关键词 soft abrasive flow Ultrasonic vibration Cavitation effect Polishing efficiency Turbulent kinetic energy
在线阅读 下载PDF
Analytical method for softness abrasive flow field based on discrete phase model 被引量:31
3
作者 JI ShiMing1,2, XIAO FengQing1,2 & TAN DaPeng1,2 1Key Laboratory of Special Purpose Equipment and Advanced Manufacturing Technology, (Zhejiang University of Technology), Ministry of Education, Hangzhou 310014, China 2Key Laboratory of Special Purpose Equipment and Advanced Manufacturing Technology of Zhejiang Province, Hangzhou 310014, China 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS 2010年第10期2867-2877,共11页
Aiming at the problem of difficult contact finishing for mini structural surface in course of mould manufacturing,a new no-tool precision machining method based on soft abrasive flow machining (SAFM) was proposed. It ... Aiming at the problem of difficult contact finishing for mini structural surface in course of mould manufacturing,a new no-tool precision machining method based on soft abrasive flow machining (SAFM) was proposed. It allocated restrained component near surface machined,constituted restrained abrasive flow passage,and made the surface become a segment of passage wall. It could control turbulence abrasive flow in restrained passage,realize micro cutting for passage wall,and utilize the irregular motion of abrasive flow to eliminate the mono-directional marks on machined surfaces,and the precision could reach the specular level. A two-phase dynamic model of abrasive flow oriented to SAFM combined with discrete phase model (DPM) was established,the law of two-phase flow motion and the related physical parameters was obtained by corresponding numerical simulation method,and the mechanism of precision machining in SAFM was discussed. Simulation results show that the abrasive flow machining process mainly appears as translation of ablating location with the influence by granular pressure,and as the variation of machining efficiency with the influence by near-wall particle velocity. Thus via control of the inlet velocity and its corresponding machining time,it is supposed to work out the machining process according to the machining requirements by using the Preston equation to seek the relationship among velocity,pressure and material removing rate. By tracking near-wall particles,it can be confirmed that the movement of near-wall abrasive particles is similar to stream-wise vortices. The cutting traces on workpiece surfaces assume disorderly arrangement,so the feasibility of the SAFM method can be reaffirmed. 展开更多
关键词 structural flow PASSAGE ULTRA-PRECISION MACHINING softness abrasive flow discrete phase model
原文传递
Key technologies and development trends of the soft abrasive flow finishing method
4
作者 Yunfeng TAN Yesha NI +3 位作者 Weixin XU Yuanshen XIE Lin LI Dapeng TAN 《Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering)》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第12期1043-1064,共22页
This paper reviews recent developments of the soft abrasive flow finishing(SAF)method in constraint space.The multiphase fluid dynamics modeling,material removal mechanism,auxiliary strengthening finishing techniques,... This paper reviews recent developments of the soft abrasive flow finishing(SAF)method in constraint space.The multiphase fluid dynamics modeling,material removal mechanism,auxiliary strengthening finishing techniques,and observation of surface impact effects by abrasive particles and cavitation bubbles are presented in brief.Development prospects and challenges are given for four aspects:thin-walled curved surfaces,biomedical functions,electronic information,and precise optical components. 展开更多
关键词 soft abrasive flow finishing(SAF) Dynamic modeling Material removal mechanism Processing optimization Strengthening finishing control technology
原文传递
基于Preston方程的软性磨粒流加工特性 被引量:68
5
作者 计时鸣 李琛 +3 位作者 谭大鹏 袁巧玲 池永为 赵凌寒 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第17期156-163,共8页
针对模具的细小尺度结构化表面难以进行光整加工的问题,提出一种基于固—液两相软性磨粒流精密加工新方法。利用软性磨粒流的湍流壁面效应,并配以约束模块,能够实现对模具结构化表面的无工具光整加工。基于对Preston方程及其修正系数的... 针对模具的细小尺度结构化表面难以进行光整加工的问题,提出一种基于固—液两相软性磨粒流精密加工新方法。利用软性磨粒流的湍流壁面效应,并配以约束模块,能够实现对模具结构化表面的无工具光整加工。基于对Preston方程及其修正系数的分析研究,确定了软性磨粒流加工中的颗粒选择条件,并得到适用于软性磨粒流的切削经验公式。采用可实现k-ε湍流模型以及SIMPLEC算法,对软性磨粒流的压力、速度分布及运动曲线进行数值分析;通过对不同规格颗粒对壁面的压力进行仿真研究,得到适用于软性磨粒流加工的最佳颗粒尺寸。基于上述理论分析与数值模拟结果,搭建软性磨粒流加工试验平台,进行不同入口条件下的加工对比试验,并详细分析入口条件对工件表面形貌的影响。试验结果表明,软性磨粒流加工方法可以实现细微尺寸结构化表面的光整加工,有效提高加工的精度。 展开更多
关键词 结构化表面 Preston方程 软性磨粒流 加工特性
在线阅读 下载PDF
结构化表面软性磨粒流精密光整加工方法及其磨粒流动力学数值分析 被引量:47
6
作者 计时鸣 唐波 +3 位作者 谭大鹏 宫斌 袁巧玲 潘艳 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第15期178-184,共7页
提出一种基于软性磨粒流的模具结构化表面无工具精密光整加工新方法,通过在被加工的结构化表面附近配置约束模块,使结构化表面成为一条截面几何形状可设计的约束流道的内壁面,利用液固两相软性磨粒流在约束流道内的湍流壁面效应实现对... 提出一种基于软性磨粒流的模具结构化表面无工具精密光整加工新方法,通过在被加工的结构化表面附近配置约束模块,使结构化表面成为一条截面几何形状可设计的约束流道的内壁面,利用液固两相软性磨粒流在约束流道内的湍流壁面效应实现对约束流道内壁面的微力微量切削,从而克服光整加工工具难以接触结构化表面的困难,完成对结构化表面的无工具化精密光整加工。基于液固两相流体耦合理论,建立面向结构化表面精密加工的约束流道内液固两相磨粒流动力学模型,利用标准k-ε湍流模型和离散相模型相结合的求解方法,以环形截面约束流道为研究对象,选择不同的约束模块配合参数,对流道内压力/速度分布及湍流动能进行数值分析研究,通过该数值分析方法,可以观察约束流道进口压力、入口与出口截面尺寸的相对变化等工艺参数对湍流形态的影响,为研究软性磨粒流湍流形态调控的基本规律和磨粒流特性提供一种理论工具。 展开更多
关键词 结构化表面 精密光整加工 软性磨粒流 数值模拟
在线阅读 下载PDF
超声空化对软性磨粒流切削效率和质量的影响 被引量:16
7
作者 计时鸣 陈凯 +1 位作者 谭大鹏 郑晨亮 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期82-90,共9页
为提高软性磨粒流切削的效能,研究了利用超声空化作用加快材料去除的方法。在分析磨粒抛光试验和计算流体动力学仿真结果的基础上,提出并验证磨粒碰撞壁面的动能是影响切削效率主要因素的假设;根据对超声空化气泡溃灭,及其在外围水域中... 为提高软性磨粒流切削的效能,研究了利用超声空化作用加快材料去除的方法。在分析磨粒抛光试验和计算流体动力学仿真结果的基础上,提出并验证磨粒碰撞壁面的动能是影响切削效率主要因素的假设;根据对超声空化气泡溃灭,及其在外围水域中冲击波形成与传播的研究结果,分析气泡溃灭在推动磨粒改变其动能时所起的增强湍流效果的作用。在此基础上搭建了超声辅助磨粒流试验装置,以表面覆有氧化层的硅片为试验对象,根据其表面氧化层的去除情况,分析超声空化对硅片表面材料去除能力的影响,并在磨粒流加工无氧化层硅片表面的试验中,观察到超声空化对磨粒流切削的显著影响。验证了超声空化能使磨粒流中的磨粒的动能发生改变,从而起到提高切削效率和提高表面质量的作用,以期为超声波作用下磨粒流加工工艺的改进提供参考。 展开更多
关键词 超声 空化 磨削 软性磨粒流 三相流 磨粒运动
在线阅读 下载PDF
软性磨粒流加工特性及近壁区域微切削机理 被引量:23
8
作者 李琛 计时鸣 +1 位作者 谭大鹏 刘曦泽 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期161-168,共8页
软性磨粒流加工是一种能够有效解决模具结构化表面光整加工的新方法。基于软性磨粒流光整加工的特点,对软性磨粒流中颗粒对壁面的微切削机理进行研究。以普林斯顿方程为基础,对固体相颗粒在流体中的受力进行分析,进而分析颗粒对壁面的... 软性磨粒流加工是一种能够有效解决模具结构化表面光整加工的新方法。基于软性磨粒流光整加工的特点,对软性磨粒流中颗粒对壁面的微切削机理进行研究。以普林斯顿方程为基础,对固体相颗粒在流体中的受力进行分析,进而分析颗粒对壁面的微切削机理。通过对汽车模具中的典型结构化表面进行结构简化,得到用于数值模拟及加工试验的流道的物理模型,采用可实现k-ε湍流模型对软性磨粒流在流道中的压力、速度流场的分布进行数值分析;搭建软性磨粒流加工试验平台并进行20 h加工试验,加工结果证明微切削机理分析的正确性,试验对比结果证明软性磨粒流加工方法可以实现细微尺寸结构化表面的光整加工,有效提高加工的精度。 展开更多
关键词 软性磨粒流 受力分析 微切削机理 可实现k-ε湍流模型
在线阅读 下载PDF
基于超声波激振强化的软性磨粒流光整加工模拟与试验研究 被引量:11
9
作者 计时鸣 李军 谭大鹏 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第21期182-189,共8页
为了提高软性磨粒流加工过程中的湍流强度分布均匀性与材料去除率,提出一种基于超声波激振湍流强化的软性磨粒流光整加工方法。在磨粒流约束流道内引入超声激励,利用超声波的空化效应控制流道内的流体流态。建立考虑液固及声场耦合的磨... 为了提高软性磨粒流加工过程中的湍流强度分布均匀性与材料去除率,提出一种基于超声波激振湍流强化的软性磨粒流光整加工方法。在磨粒流约束流道内引入超声激励,利用超声波的空化效应控制流道内的流体流态。建立考虑液固及声场耦合的磨粒流加工动力学模型,对其加工过程中的流场特性进行了模拟研究,并搭建超声强化磨粒流加工试验平台进行验证。数值仿真结果表明,非定常流场可获得更为均匀的速度矢量和湍动能分布,超声波激振引起空化效应能够有效地增强软性磨粒流的湍流强度和避免加工死角的出现,同时揭示湍流增强导致磨粒流动轨迹复杂多变是加载超声波激振抑制磨粒流的过加工和粗糙度值翘尾现象形成的原因。加工试验表明,该方法可减小加工时间约6 h,能够得到更为均匀的表面质量。 展开更多
关键词 软性磨粒流 光整加工 超声波激振 湍流强度
在线阅读 下载PDF
多种约束流道环境下的软性磨粒流流场特性 被引量:9
10
作者 计时鸣 池永为 +3 位作者 谭大鹏 唐波 李琛 付有志 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期71-77,F0003,共8页
为了解决软性磨粒流加工中工件表面特定加工区域材料去除的难题,提出了一种通过改变约束模块结构控制约束流道内流场的方法。基于标准k-ε湍流模型和Mixture两相流模型,建立了面向液-固两相软性磨粒流湍流流型分析的动力学模型。以波浪... 为了解决软性磨粒流加工中工件表面特定加工区域材料去除的难题,提出了一种通过改变约束模块结构控制约束流道内流场的方法。基于标准k-ε湍流模型和Mixture两相流模型,建立了面向液-固两相软性磨粒流湍流流型分析的动力学模型。以波浪形和矩形2种约束流道为具体模拟仿真对象,研究软性磨粒流流经2种约束流道过程中压力、速度等工艺参数。研究结果表明:简单流道内的湍流动能小于复杂流道内的湍动能,因此在流道内加入约束模块可提高湍流的紊乱程度;流道加工表面的静压力、动压力在波浪形约束模块作用下比在矩形约束模块的作用下流道性能有所提高,同时在波浪形流道内可根据约束形状形成明显的压力差值;加入不同形状的约束模块改变流道横截面积,可以改变加工表面压力、速度、磨粒入射角等工艺参数,并且能够获得更加明显的小涡流以提高加工精度。数值模拟结果为软性磨粒流加工工艺参数的选择提供了依据并部分通过试验得到验证。 展开更多
关键词 湍流模型 数值方法 动力学模型 软性磨粒流 约束模块 Mixture模型 边界层
在线阅读 下载PDF
基于改进的低雷诺数湍流模型的软性磨粒流加工仿真与实验 被引量:7
11
作者 袁巧玲 计时鸣 +2 位作者 文东辉 谭大鹏 张利 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期800-807,共8页
针对模具结构化表面软性磨粒流精密加工中壁面特性求解困难的问题,基于改进的低雷诺数湍流模型提出了一种对软性磨粒流壁面特性进行分析的方法.该模型仿真的湍流可以从充分发展的高雷诺数湍流到低雷诺数湍流,所以,对于壁面区域的求解精... 针对模具结构化表面软性磨粒流精密加工中壁面特性求解困难的问题,基于改进的低雷诺数湍流模型提出了一种对软性磨粒流壁面特性进行分析的方法.该模型仿真的湍流可以从充分发展的高雷诺数湍流到低雷诺数湍流,所以,对于壁面区域的求解精度更高.以机械加工中常见的U形沟槽为仿真对象,数值模拟了其内部流场,尤其是壁面区的流场特征参数.分析结果表明:当初始压力p0在2.5~4.5MPa之间时,流道的内部流动是不完全发展的湍流,详细分析了p0为4.5MPa时渐变截面流道的内部流动,压力与速度分布均是中心高、两侧低,而且越靠近U形底部,压力值和速度值越高;磨粒流速度一直增大,磨粒受到的驱动力增大,使得单位时间内颗粒与壁面的碰撞增加.通过碰撞观测实验发现磨粒对壁面的碰撞速度与仿真结果相符,加工实验进一步验证了仿真结果. 展开更多
关键词 模具 结构化表面 低雷诺数湍流模型 软性磨粒流加工
在线阅读 下载PDF
基于VOF的模具结构化表面软性磨粒流数值模拟 被引量:12
12
作者 计时鸣 唐波 谭大鹏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期334-339,共6页
为了提高模具结构化表面光整加工的表面质量,通过流体体积模型和标准k-ε模型相结合的计算方法,以之字形微型流道为研究对象,对模具微型流道内部的软性磨粒流流场进行数值模拟。结果表明:随着入口流速的提高,管道内的磨粒流的平均速度... 为了提高模具结构化表面光整加工的表面质量,通过流体体积模型和标准k-ε模型相结合的计算方法,以之字形微型流道为研究对象,对模具微型流道内部的软性磨粒流流场进行数值模拟。结果表明:随着入口流速的提高,管道内的磨粒流的平均速度也随之增大,有利于近壁区磨粒流与流道壁面的相互作用,从而提高磨粒流的加工效率。同时模具微型流道的形状和结构对磨粒流加工也有重要影响。当微型流道直径为2mm、入口速度为10m/s、湍动能为0.4m2/s2、湍流耗散率为19.8m2/s3时,与其他几组工艺参数相比,微型流道内轴向、切向速度分布及湍动能分布等更加均匀,能够得到较高的加工效率和表面纹理形态。数值模拟结果为深入研究软性磨粒流的基本规律提供了一种理论工具。 展开更多
关键词 流体体积模型 结构化表面 软性磨粒流 数值模拟
在线阅读 下载PDF
软性磨粒流超声强化机理及试验研究 被引量:14
13
作者 计时鸣 邱毅 +1 位作者 蔡姚杰 谭大鹏 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期84-93,共10页
针对固液两相软性磨粒流加工时间长,效率低的缺陷,提出一种软性磨粒流超声强化方法。该方法基于流场的欧拉-欧拉多相流模型和k??双方程湍流模型,将Navier-Stokes方程的声场模型与流场模型进行耦合。利用CFD流体分析软件,在有无加载超声... 针对固液两相软性磨粒流加工时间长,效率低的缺陷,提出一种软性磨粒流超声强化方法。该方法基于流场的欧拉-欧拉多相流模型和k??双方程湍流模型,将Navier-Stokes方程的声场模型与流场模型进行耦合。利用CFD流体分析软件,在有无加载超声波的两种情况下,对两者流场内的压力、速度及湍动能等相关参数进行对比研究分析,通过流体方程的求解得到流道内磨粒流的压力和速度分布情况。运用canny边缘检测算法对模拟图进行轮廓提取,结合Bwmorph等功能函数对轮廓图降噪去毛刺,得到处理后的数值模拟分析图,在数值模拟的基础上,利用粒子成像测速(Particle image velocimetry,PIV)系统观测流道内的流场变化,同时设计软性磨粒流循环加工系统,搭建其试验平台,对有无加载超声波两种情况下的加工效果进行对比试验。数值模拟和试验结果显示:数值模拟中加载超声波的矩形流道出现了大量速度较小、压力较大的空化区域,不断发展撞击壁面,并且数值模拟结果与PIV试验结论相一致;超声波作用于软性磨粒流,明显缩短了加工时间、提高了加工精度及效率。 展开更多
关键词 软性磨粒流 超声波 欧拉模型 空化 数值模拟 轮廓提取 粒子成像测速 加工试验
在线阅读 下载PDF
结构化表面环境下软磨粒流的流场数值分析 被引量:14
14
作者 计时鸣 马宝丽 谭大鹏 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2092-2099,共8页
为了研究模具结构化表面环境下软性磨粒流的流场加工特性,应用单颗动力学模型(SPD)通过数值模拟求解了颗粒在不同形态的湍流场中的运动特性。以U形流道为例,利用N-S方程、湍流的Realizable(k-ε)模型以及压力耦合方程的半隐相容(SIMPLEC... 为了研究模具结构化表面环境下软性磨粒流的流场加工特性,应用单颗动力学模型(SPD)通过数值模拟求解了颗粒在不同形态的湍流场中的运动特性。以U形流道为例,利用N-S方程、湍流的Realizable(k-ε)模型以及压力耦合方程的半隐相容(SIMPLEC)算法,求解了软性磨粒两相流场中流体的速度、压力等特性参数;接着利用SPD求解多种环境下软性磨粒两相流场中颗粒的速度、轨迹、密度分布等参数。实验结果表明:在流体初始速度为5,10,20m/s 3种情况下,流体初始速度为5m/s时颗粒沉降最为明显;在颗粒直径为0.01,0.05,0.1mm 3种情况下,直径为0.01mm时颗粒沉降较为明显;在水、柴油、机油3种不同黏度的湍流场中,两相软性磨粒流场特性非常接近。结论显示,流体的初始速度和颗粒的粒径使得湍流对颗粒运动特性影响较大,流体的黏性对其影响较小。 展开更多
关键词 模具抛光 结构化表面 软磨粒流加工 单颗动力学模型 数值模拟
在线阅读 下载PDF
软性磨粒流双入口约束流场数值分析及加工试验研究 被引量:13
15
作者 计时鸣 付有志 谭大鹏 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第19期177-185,共9页
针对软性磨粒流精密加工中单入口加工装置加工不均匀问题,提出一种基于流体碰撞理论的双入口加工新方法。借助计算流体力学软件,结合剪切输运(Shear stress transport,SST)k-ω湍流模型及Mixture混合模型,分析两种加工装置内磨粒流动力... 针对软性磨粒流精密加工中单入口加工装置加工不均匀问题,提出一种基于流体碰撞理论的双入口加工新方法。借助计算流体力学软件,结合剪切输运(Shear stress transport,SST)k-ω湍流模型及Mixture混合模型,分析两种加工装置内磨粒流动力学特性,数值模拟结果显示:单入口加工装置内磨粒流流场固定分布,双入口加工装置内磨粒流流场呈现周期性摆动,提高约束流道内磨粒流流动无序性。加工试验进行35 h后,单入口加工装置加工工件表面粗糙度Ra值分散,工件表面存在严重加工不均匀性;双入口加工装置工件表面各处粗糙度Ra集中且各方向粗糙度值均小于单入口加工装置,表面加工效果均匀。上述研究结果表明:双入口加工装置有效地扰乱约束流道内磨粒流流场,提高磨粒流流动的无序性,改善表面加工质量。 展开更多
关键词 软性磨粒流加工 SST k-ω 湍流模型 双入口加工装置 流体碰撞
在线阅读 下载PDF
三相磨粒流抛光及其气泡溃灭分布特性 被引量:4
16
作者 计时鸣 葛江勤 +1 位作者 谭大鹏 曾晰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期388-398,共11页
针对软性磨粒流在加工硬脆性材料时效率低下的问题,本文提出一种气-液-固三相磨粒流加工方法。该方法通过在加工流场内注入微尺度气泡群,利用气泡溃灭释放的能量提升磨粒流加工能力。基于计算流体力学和群体平衡模型耦合计算方法,建立气... 针对软性磨粒流在加工硬脆性材料时效率低下的问题,本文提出一种气-液-固三相磨粒流加工方法。该方法通过在加工流场内注入微尺度气泡群,利用气泡溃灭释放的能量提升磨粒流加工能力。基于计算流体力学和群体平衡模型耦合计算方法,建立气-液-固三相磨粒流流体力学模型,数值模拟结果揭示了工件表面三相磨粒流形成高速湍流涡旋流场加工特性,得到了工件表面气泡溃灭的分布规律,并探明流体黏度与气泡溃灭之间的关系。图像粒子测速实验表明,通入微尺度气泡群后,平均速度从12.50~13.50m/s提升至15.00~17.00m/s,最高平均速度可达20.00m/s以上。对比加工实验显示,经8h加工后,粗糙度从0.50μm降低到0.05μm。理论和实验研究结果说明借助微尺度气泡群的溃灭效应可有效提升软性磨粒流的加工效率和加工精度。 展开更多
关键词 硬脆性材料加工 软性磨粒流 气-液-固三相磨粒流 气泡溃灭
在线阅读 下载PDF
基于水平集方法的软性磨粒两相流场特性分析 被引量:3
17
作者 计时鸣 翁晓星 谭大鹏 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期2222-2228,共7页
为了解决模具结构化表面精密加工(SAFM)过程中软性磨粒两相流场特性参数难以求解的问题,提出一种基于水平集法(LSM)的磨粒流场特性分析方法.基于LSM结构拓扑变换原理,结合流体体积模型(VOF)计算方法,建立面向软性磨粒两相流湍流流型分... 为了解决模具结构化表面精密加工(SAFM)过程中软性磨粒两相流场特性参数难以求解的问题,提出一种基于水平集法(LSM)的磨粒流场特性分析方法.基于LSM结构拓扑变换原理,结合流体体积模型(VOF)计算方法,建立面向软性磨粒两相流湍流流型分析的动力学模型.通过高阶TVD Runge-Kutta、迎风格式以及高阶本质无振荡(ENO)方法分别对水平集时间项和空间项进行离散,且利用N-S方程和压力耦合方程的半隐相容(SIMPLEC)算法,实现软性磨粒两相流场的压力、速度等特性参数的求解.以工程中常见的90°方形弯管为具体仿真实验对象,研究软性磨粒两相流流经管道过程中的速度场与压力场变化.实验结果表明,数值计算结论与直管处速度场试验结果是一致的,验证了该方法的有效性,为软性磨粒流精密加工方面的研究提供了可靠的理论依据. 展开更多
关键词 水平集 软性磨粒流 结构化表面 流场特性
在线阅读 下载PDF
软性磨粒流加工方法及近壁区域特性 被引量:5
18
作者 计时鸣 李琛 +3 位作者 谭大鹏 张利 付有志 王迎春 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1764-1772,共9页
为了解决模具细微结构化表面难以光整加工的问题,提出固-液两相软性磨粒流(SAF)无工具精密加工方法.通过为结构化表面配以约束模块,以构建磨粒流湍流流道,利用软性磨粒流与被加工表面的"无缝"接触特性及壁面效应,实现模具表... 为了解决模具细微结构化表面难以光整加工的问题,提出固-液两相软性磨粒流(SAF)无工具精密加工方法.通过为结构化表面配以约束模块,以构建磨粒流湍流流道,利用软性磨粒流与被加工表面的"无缝"接触特性及壁面效应,实现模具表面的无工具无死角光整加工.以Nikuradse实验方法为理论依据,分析软性磨粒流中固体相在近壁区的运动学和力学特性,得到适用于软性磨粒流加工的摩擦系数公式.采用标准k-ε模型和欧拉多相流模型对软性磨粒流进行数学描述;利用压力耦合方程的半隐相容(SIMPLEC)算法,对不同入口速度时流道内的固体相压力分布进行数值分析研究.数值模拟结果表明,软性磨粒流固体相的压力衰减程度与入口速度成反比,并且固体相在流道内的运动轨迹呈无序状态.利用动态分析三维显示系统对流道内的颗粒运动轨迹进行实验研究.结果显示,固体颗粒运动轨迹呈无序漩涡状,符合湍流形态的运动规律.搭建软性磨粒流加工平台并进行加工实验.实验结果表明,采用软性磨粒流的加工方法能够使工件表面粗糙度达到61.8nm. 展开更多
关键词 结构化表面 软性磨粒流(SAF) 近壁区 固体相 离散相模型(DPM) 运动轨迹
在线阅读 下载PDF
模具结构化表面SAF精密光整技术 被引量:2
19
作者 计时鸣 赵凌寒 +2 位作者 谭大鹏 袁巧玲 李琛 《机电工程》 CAS 2011年第10期1161-1169,共9页
针对模具结构化表面难以采用传统抛光工具实现精密光整加工的问题,提出了一种基于软性磨粒流(SAF)的模具结构化表面无工具精密加工新技术。该技术通过约束模块与结构化表面组合构成特定形状的磨粒流流道,利用SAF在流道中的湍流流动使磨... 针对模具结构化表面难以采用传统抛光工具实现精密光整加工的问题,提出了一种基于软性磨粒流(SAF)的模具结构化表面无工具精密加工新技术。该技术通过约束模块与结构化表面组合构成特定形状的磨粒流流道,利用SAF在流道中的湍流流动使磨粒对结构化表面进行微力微量切削,进而实现光整加工。介绍了SAF加工技术原理、SAF流体力学特征以及加工机理的理论研究进展和加工试验结果,给出了描述SAF加工的材料去除效果的定量化数学模型以及工艺参数与表面粗糙度关系的经验公式。 展开更多
关键词 模具 结构化表面 软性磨粒流 光整加工
在线阅读 下载PDF
面向软性磨粒流加工的流速模糊控制 被引量:2
20
作者 计时鸣 周龙兵 +2 位作者 谭大鹏 时梦 张微 《机电工程》 CAS 2013年第2期160-163,共4页
针对软性磨粒流加工过程中因粘度变化导致工件表面加工质量不均匀的问题,提出了一种通过实时的调节流速来提高表面加工均匀度的方法。针对软性磨粒流加工流速调控的复杂性以及高度非线性的特点,设计了一套面向软性磨粒流加工的模糊控制... 针对软性磨粒流加工过程中因粘度变化导致工件表面加工质量不均匀的问题,提出了一种通过实时的调节流速来提高表面加工均匀度的方法。针对软性磨粒流加工流速调控的复杂性以及高度非线性的特点,设计了一套面向软性磨粒流加工的模糊控制系统,利用模糊控制不需要知道控制对象的精确数学模型的特点,较好地实现了对软性磨粒流流速的控制,达到了传统的控制方式所无法实现的控制目的;根据软性磨粒流的加工特点和加工经验,设计了合理的隶属度函数和模糊控制规则,从而使模糊控制器的设计更为合理;利用Matlab软件中的模糊逻辑工具箱和Simulink模块对模糊控制器和模糊控制系统进行了仿真。仿真结果表明,模糊控制可以很好地实现对软性磨粒流加工流速的调速,并且能获得较为满意的控制精度。 展开更多
关键词 软性磨粒流加工 流速 模糊控制 模糊逻辑工具箱 SIMULINK仿真
在线阅读 下载PDF
上一页 1 2 3 下一页 到第
使用帮助 返回顶部