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冷喷涂过程中颗粒加速特性的数值模拟
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作者 董脉鸣 辛红敏 +4 位作者 李光平 代辉 程清思 姚倡锋 崔敏超 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期87-95,共9页
采用ANSYSFLUENT软件建立冷喷涂过程中颗粒沉积的有限元模型,通过颗粒撞击速度的估算公式进行了验证;采用有限元模型开展了载气压力(0.5,0.7,0.9,1.1,1.3MPa)、载气温度(400,500,600,700,800K)、喷涂距离(15,20,25,30,35mm)等工艺参数... 采用ANSYSFLUENT软件建立冷喷涂过程中颗粒沉积的有限元模型,通过颗粒撞击速度的估算公式进行了验证;采用有限元模型开展了载气压力(0.5,0.7,0.9,1.1,1.3MPa)、载气温度(400,500,600,700,800K)、喷涂距离(15,20,25,30,35mm)等工艺参数对颗粒加速特性的单因素影响研究,通过响应曲面法分析工艺参数对颗粒加速特性的交互影响规律。结果表明:不同工艺参数下颗粒撞击速度模拟值与估算值的平均相对误差为5.37%,验证了有限元模型的可靠性。随着载气压力的增加,颗粒速度增大,相邻载气压力下颗粒撞击速度的平均增加幅度为50m·s^(-1),颗粒温度变化不明显;随着载气温度升高,颗粒温度升高,相邻载气温度下颗粒撞击温度的平均增加幅度为60K,颗粒速度变化不明显;随着喷涂距离的增加,颗粒速度和颗粒温度均变化不明显。载气压力对颗粒速度的影响最为显著,载气温度次之,喷涂距离的影响最不显著。载气压力与载气温度的交互作用对颗粒速度的影响最为显著,载气压力与喷涂距离次之,载气温度与喷涂距离交互作用的影响最小。 展开更多
关键词 冷喷涂 颗粒加速特性 工艺参数 响应曲面法
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冷喷涂颗粒临界速度预测的数值模拟
2
作者 董脉鸣 辛红敏 +4 位作者 李光平 程清思 代辉 姚倡锋 崔敏超 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期110-118,共9页
采用ABAQUS有限元软件建立了冷喷涂单颗粒撞击基体的耦合欧拉-拉格朗日四分之一模型,基于颗粒和基体形状变化以及等效塑性应变分布模型结果预测粒径25μm钛颗粒和30μm铝颗粒撞击7B04铝合金基体形成机械咬合与冶金结合的颗粒临界速度,... 采用ABAQUS有限元软件建立了冷喷涂单颗粒撞击基体的耦合欧拉-拉格朗日四分之一模型,基于颗粒和基体形状变化以及等效塑性应变分布模型结果预测粒径25μm钛颗粒和30μm铝颗粒撞击7B04铝合金基体形成机械咬合与冶金结合的颗粒临界速度,并进行了数据有效性验证,研究了颗粒粒径、颗粒和基体初始温度对临界速度的影响。结果表明:根据模拟得到的颗粒/基体形状变化和等效塑性应变分布,预测得到粒径25μm钛颗粒、30μm铝颗粒的临界速度分别为680,700m·s^(-1),预测值与经验关系式估算值相对误差均小于11%,说明该方法准确;随着颗粒粒径增加、颗粒初始温度降低、基体初始温度降低,临界速度增大,其中颗粒初始温度对临界速度的影响较小,颗粒粒径和基体初始温度的影响显著。 展开更多
关键词 冷喷涂 临界速度 颗粒形状 等效塑性应变 数值模拟
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钛合金TC4盘铣开槽加工铣削力研究 被引量：2
3
作者 辛红敏 董脉鸣 +2 位作者 杨程 赵涛 张清贵 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期24-32,共9页
由于盘铣刀具直径大,切削余量大,造成钛合金盘铣开槽过程中铣削力较大,进而引起刀具振动,缩短刀具寿命。为实现对钛合金盘铣开槽过程的优化与控制,本文设计单因素实验和正交实验,利用三向压电式测力仪测量铣削力数据,采用线性回归技术... 由于盘铣刀具直径大,切削余量大,造成钛合金盘铣开槽过程中铣削力较大,进而引起刀具振动,缩短刀具寿命。为实现对钛合金盘铣开槽过程的优化与控制,本文设计单因素实验和正交实验,利用三向压电式测力仪测量铣削力数据,采用线性回归技术建立铣削力模型并以“F”检验法对模型进行显著性检验;利用极差分析法分析工艺参数对铣削力的影响规律,利用响应曲面法分析工艺参数对铣削力的交互影响规律。研究结果表明:对于切削深度变化敏感度依次为铣削力F_(x)>进给速度>主轴转速;对于进给速度变化敏感度依次为铣削力F_(y)>切削深度>主轴转速;对于铣削力F_(z)变化敏感度依次为主轴转速>切削深度。铣削力随着主轴转速的增大而减小,随着切削深度和进给速度的增大而增大。另外铣削力F_(x)大于F_(y)和F_(z),对加工性能和刀具磨损起主导作用。 展开更多
关键词 TC4钛合金 盘铣 铣削力 工艺参数
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GH4169高温合金球头铣刀铣削有限元仿真分析
4
作者 辛红敏 董脉鸣 +2 位作者 姚倡锋 崔敏超 李星彤 《工具技术》 北大核心 2023年第5期70-77,共8页
GH4169高温合金在切削加工过程中通常会产生较大的切削力和较高的切削温度,进而难以控制加工表面完整性。借助ABAQUS有限元分析软件中的Johnson-Cook热力耦合模型建立球头铣刀简化模型,对GH4169高温合金的铣削加工过程进行三维有限元模... GH4169高温合金在切削加工过程中通常会产生较大的切削力和较高的切削温度,进而难以控制加工表面完整性。借助ABAQUS有限元分析软件中的Johnson-Cook热力耦合模型建立球头铣刀简化模型,对GH4169高温合金的铣削加工过程进行三维有限元模拟仿真,研究GH4169高温合金材料在球铣削过程中的切削力、切削温度、等效塑性应变和应变率的变化与分布规律,并对比分析仿真结果与试验结果的差异。研究结果表明,仿真模型的预测结果与试验测量结果有较好的一致性,所构建的铣削有限元仿真模型为球头铣刀的铣削加工提供了可参考的切削要素。 展开更多
关键词 GH4169高温合金 热力耦合 球头铣刀 铣削仿真
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