高圍壓下前混合磨料射流的切割機理及實驗研究.pdf

1、高壓水射流作為目前唯一的一種冷切割加工方式在各行各業(yè)得到了日益廣泛的應用，前混合磨料射流可以切割材質(zhì)的種類相當多。隨著海洋開發(fā)力度的加大，水下切割作為一門新型水下成形加工技術(shù)開始得到研究和發(fā)展。然而，前混合磨料射流在高圍壓下的實驗和理論研究甚少，針對這一情況，進行了該項研究。 本文主要圍繞如何優(yōu)化高圍壓下前混合磨料射流各切割參數(shù)，從而提高前混合磨料射流在高圍壓下的切割性能和工作效率，研究的內(nèi)容包括：高圍壓下前混合磨料射流的穿透特

2、性、切割及沖蝕機理研究，高圍壓模擬實驗裝置設(shè)計和高圍壓下前混合磨料射流的切割實驗研究。 通過理論分析和實驗研究，得出的主要結(jié)論如下： ①在圍壓下，隨著圍壓的增加，環(huán)境介質(zhì)密度ρenv隨之增加，空化效果減弱；隨著ρenv的增加，衰減系數(shù)ξ增加，環(huán)境介質(zhì)對射流的阻力增強，導致射流軸線速度呈指數(shù)衰減，降低了圍壓下射流軸心動壓，減小了射流核長度，降低了射流的切割和沖蝕性能。 ②前混合磨料射流在圍壓3.3MPa、5.3MP

3、a和8.6MPa下的有效靶距噴嘴直徑比Sv/d為8.3、5和3.3。隨著圍壓Pw的增加，有效靶距與噴嘴直徑比Sv/d呈指數(shù)衰減。 ③前混合磨料射流在高圍壓下切割時，對于切割一定的深度，開始的幾次(4～8次)切割起主要作用，這與在空氣中切割的情況類似。 ④在高圍壓下前混合磨料射流的切割深度隨噴嘴橫移速度的增加呈冪指數(shù)衰減，最佳橫移速度為4～6mm/s。 ⑤隨著圍壓的增加，切割深度衰減較快，切割性能有非線性減小的趨勢