磨料水射流對大理石切割能力的試驗及仿真研究.pdf

1、磨料水射流加工是一種高效、環(huán)保的加工方法。因其工藝適應(yīng)性強、切口質(zhì)量好，近年來這項技術(shù)得到了迅速發(fā)展。在工業(yè)生產(chǎn)加工中表現(xiàn)出了傳統(tǒng)加工無法比擬的優(yōu)勢。本文通過磨料水射流切割萊陽綠大理石材料的試驗，以及多顆粒磨料粒子對大理石材料的切割過程的模擬仿真，深入研究高壓磨料水射流切割大理石的破壞過程以及高壓磨料水射流各加工參數(shù)對大理石材料切割深度的影響。
　　本文以磨料水射流理論為基礎(chǔ)，研究磨料水射流對硬脆材料的切割機理。對磨料水射流噴嘴進

2、行了改進，從而使得磨料與水混合更均勻，提高噴嘴的使用壽命。分析磨料水射流對硬脆材料的切割過程，主要包括水射流對材料的水楔作用、磨料顆粒的撞擊和磨削作用以及磨料對加工表面的微細加工作用。通過正交試驗，得出影響磨料水射流加工的主次要因素依次為水射流壓力、磨料流量和靶距。通過單因素試驗得出：當(dāng)水射流壓力增大時，切割深度在一定范圍增加明顯，繼續(xù)增大壓力時，增加不明顯；當(dāng)靶距增加時，切割深度先增加后減??；當(dāng)磨料流量增加時，切割深度先增大后減小。<

3、br>　　多磨料顆粒射流切割過程的仿真采用光滑質(zhì)點動力學(xué)法(SPH)與傳統(tǒng)有限元法(FEM)耦合建模，模擬多顆粒磨料水射流對大理石的切割過程。通過對不同加工參數(shù)的仿真，分析驗證單因素射流壓力試驗結(jié)果與多磨料顆粒仿真結(jié)果變化趨勢較為一致，并分析了對靶距和磨料流量仿真與試驗結(jié)果偏差的原因。驗證了在磨料水射流的切割機理研究中水楔作用和磨料干涉作用對最大切深的重要影響。
　　通過對磨料水射流各加工參數(shù)試驗和仿真，總結(jié)了各工藝參數(shù)對磨料水射