本文關(guān)鍵詞：磨料高壓水射流切割關(guān)鍵技術(shù)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：磨料高壓水射流技術(shù)是于20世紀初新興起的一門學科，以其高效率，無污染，無熱變形，切面光滑等獨特的切割優(yōu)點廣泛運用于治金、機械、造船、建筑和軍工等行業(yè)的金屬材料加工中。然而在實際運用中，還存在許多不足之處，具體表現(xiàn)在以下幾個方面： (1)工人在操作設(shè)備過程中，噪聲甚大，甚至有時尖銳刺耳，這嚴重影響到工人的工作情緒，也威脅到工人的身心健康； (2)在鋼板的切割過程中，噴嘴磨損嚴重，更換頻繁，加工成本進而提高； (3)切割較厚鋼鐵材料時，工作壓力的提高引起了較為明顯的壓力脈動，這嚴重影響了切割質(zhì)量，降低了相關(guān)零部件的使用壽命； (4)對鋼材加工時產(chǎn)生的滯后、回擊現(xiàn)象所引起的切縫質(zhì)量下降等問題，其工作參數(shù)的最優(yōu)化，是本領(lǐng)域一技術(shù)難題。 本文以超高壓后混合式磨料水射流切割系統(tǒng)為研究對象，首先對噪聲產(chǎn)生的機理進行了理論分析，主要研究射流湍流噪聲和氣蝕噪聲，并提出了降低壓力脈動和改進噴嘴結(jié)構(gòu)來降噪的方法。 其次，建立了后混式磨料噴嘴流場的可視化模型，用Fluent軟件求解噴嘴內(nèi)各節(jié)點的速度，根據(jù)速度場分布，討論了影響磨料速度的主要影響因素，結(jié)果表明，混合腔長度、聚焦管長度及錐角都存在一個最優(yōu)值，從降低磨料噴嘴磨損、減小噴嘴能量損失的角度來看，應(yīng)該調(diào)整混合腔內(nèi)錐角到合理值。 接著分析了增壓系統(tǒng)中的壓力脈動，并通過MATLAB中的動態(tài)仿真工具軟件包SIMULINK對其進行建模仿真。從仿真來看可以看出，超高壓發(fā)生系統(tǒng)中的壓力脈動與工作壓力、增壓比、蓄能器容積、換向時間之間有明顯的關(guān)系。通過對增壓系統(tǒng)壓力脈動的分析，為以后增壓器超高壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)改進設(shè)計提供了參考。 最后，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提出了后混式磨料水射流工作速度參數(shù)的預測方案，訓練并驗證了該網(wǎng)絡(luò)模型的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：磨料高壓水射流 噪聲 噴嘴結(jié)構(gòu) 壓力脈動 速度預測
【學位授予單位】：武漢科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG664
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 磨料高壓水射流技術(shù)簡介10-13
• 1.2 磨料水射流國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢13-16
• 1.2.1 國內(nèi)外關(guān)于水射流噪聲的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 磨料水射流數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展15
• 1.2.3 磨料水射流切割技術(shù)發(fā)展趨勢15-16
• 1.3 本文的研究內(nèi)容16-18
• 第2章 磨料高壓水射流噪聲的理論研究18-25
• 2.1 磨料高壓水射流的流動特性和噪聲機理18
• 2.2 水射流流場及其基本參數(shù)18-20
• 2.2.1 水射流外流場的結(jié)構(gòu)18-19
• 2.2.2 水射流的基本參數(shù)19
• 2.2.3 液體流動的基本方程19-20
• 2.3 水射流湍流噪聲20-22
• 2.4 水射流噴射氣蝕噪聲22-23
• 2.5 噪聲影響因素23-24
• 2.5.1 射流速度23
• 2.5.2 壓力脈動23-24
• 2.5.3 噴嘴結(jié)構(gòu)24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第3章 后混式磨料水射流噴嘴流場的分析25-37
• 3.1 磨料噴嘴磨損嚴重的原因26-28
• 3.1.1 能量損失原因26-27
• 3.1.2 能量損失系數(shù)與流量系數(shù)27-28
• 3.2 后混式磨料噴嘴的流場仿真分析28-31
• 3.2.1 兩相流的理論研究模型28
• 3.2.3 后混式磨料噴嘴的運動特性分析28-30
• 3.2.4 仿真模型的建立及參數(shù)設(shè)置30-31
• 3.3 結(jié)果分析31-35
• 3.3.1 不同錐角對磨料噴嘴出口速度的影響31-33
• 3.3.2 不同混合腔長度對應(yīng)的磨料出口速度33-34
• 3.3.3 不同聚焦管長度對應(yīng)的磨料出口速度34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-37
• 第4章 超高壓水射流切割系統(tǒng)壓力脈動控制37-52
• 4.1 超高壓系統(tǒng)工作原理及壓力波動原因37-39
• 4.1.1 超高壓系統(tǒng)的工作原理37-38
• 4.1.2 往復式增壓器原理及優(yōu)點38-39
• 4.2 系統(tǒng)壓力脈動的原因分析39
• 4.3 建立增壓器系統(tǒng)中的數(shù)學方程及仿真模型39-44
• 4.3.1 液壓油流過電磁換向閥時流量方程建模39-40
• 4.3.2 雙增壓缸的流量連續(xù)性方程建模40-41
• 4.3.3 雙增壓缸的平衡方程建模41
• 4.3.4 雙增壓缸活塞桿腔的流量連續(xù)性方程建模41-42
• 4.3.5 蓄能器穩(wěn)壓方程建模42-44
• 4.4 基于 SIMULINK 的水射流動態(tài)系統(tǒng)仿真44-45
• 4.5 仿真結(jié)果分析45-49
• 4.6 超高壓系統(tǒng)的改進49-51
• 4.7 本章小結(jié)51-52
• 第5章 后混式磨料水射流 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)速度預測模型52-67
• 5.1 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢及 MATLAB 實現(xiàn)52-53
• 5.1.1 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于速度預測的優(yōu)勢52
• 5.1.2 BP 網(wǎng)絡(luò)的 MATLAB 實現(xiàn)52-53
• 5.2 基于 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的磨料水射流切割模型的建立53-54
• 5.2.1 問題提出53-54
• 5.2.2 模型輸入輸出參數(shù)的確定54
• 5.3 鋼板切割實驗的研究54-59
• 5.3.1 實驗?zāi)康?/span>55
• 5.3.2 實驗裝置55-59
• 5.4 基于 BP 網(wǎng)絡(luò)的切割模型訓練及速度檢測59-66
• 5.4.1 BP 網(wǎng)絡(luò)訓練流程59
• 5.4.2 訓練樣本數(shù)據(jù)的獲取59-60
• 5.4.3 網(wǎng)絡(luò)模型程序設(shè)計60-62
• 5.4.4 網(wǎng)絡(luò)模型訓練結(jié)果62-63
• 5.4.5 網(wǎng)絡(luò)模型預測性能檢測63-66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 第6章 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 總結(jié)67
• 6.2 展望67-69
• 致謝69-70
• 參考文獻70-73
• 附錄 1 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文73-74
• 詳細摘要74-78

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：303632