后混合水射流噴丸強化及裝置設(shè)計研究.pdf

1、噴丸強化是提高金屬零部件抗疲勞性能的重要手段之一。探索先進(jìn)的噴丸強化技術(shù),擴大噴丸強化應(yīng)用領(lǐng)域,實現(xiàn)低成本、高效率、優(yōu)質(zhì)、綠色無污染的噴丸強化是噴丸強化工作者追求的目標(biāo)。
　　 本文將后混合水射流技術(shù)與噴丸強化技術(shù)相結(jié)合,彌補了傳統(tǒng)噴丸強化技術(shù)受金屬零部件幾何尺寸、表面粗糙度、噴丸覆蓋率、噴丸效率和環(huán)境污染的限制,并采用理論分析、數(shù)值模擬和試驗研究相結(jié)合的手段對后混合水射流噴丸強化進(jìn)行研究,設(shè)計了可用于工業(yè)生產(chǎn)實際的后混合水射流

2、噴丸強化裝置。
　　 基于材料學(xué)、表面工程學(xué)分析了后混合水射流噴丸強化的機理,認(rèn)為噴丸強化主要取決于噴丸強化層組織結(jié)構(gòu)、表層殘余應(yīng)力和金屬表面粗糙度。
　　 數(shù)值模擬研究中,根據(jù)流體動力學(xué)理論和液固兩相流的拉格朗日離散相模型,應(yīng)用商業(yè)軟件FLUENT對后混合水射流噴丸噴頭內(nèi)等溫、不可壓縮、定常、液固兩相流進(jìn)行了數(shù)值模擬。指出連續(xù)相的軸向速度和軸向動壓強在混合室以外的區(qū)域具有顯著的軸對稱性,且軸心處數(shù)值最大,但在混合室入口

3、處連續(xù)相存在一個不對稱的環(huán)形回流區(qū)；離散相出口軸向速度與初始位置無關(guān),變化規(guī)律可分為四個階段,分別為回流段、彈丸第一次加速段、彈丸在環(huán)流回流區(qū)的減速段和彈丸第二次加速段。
　　 通過后混合水射流噴丸疲勞壽命試驗研究表明,經(jīng)后混合水射流噴丸強化后,2A11鋁合金疲勞試樣的有限疲勞壽命均有不同程度的提高,并且,有限疲勞壽命提高的幅度隨著應(yīng)力振幅的減小而增大。
　　 從總體結(jié)構(gòu)和各組成部分上設(shè)計了可滿足實際工業(yè)生產(chǎn)需要的后混合