純水射流沖擊強化相比傳統(tǒng)噴丸強化具有可控性強的優(yōu)勢,可以精確控制射流速度、入射角度以及噴射位置,為強化齒根、軸肩等復(fù)雜狹窄的區(qū)域提供了可能。但是,純水射流具有高速湍動的瞬變特性,水力沖擊載荷與金屬耦合機理復(fù)雜,現(xiàn)有的試驗和理論還達不到對水錘壓力和靶材應(yīng)力進行準確的定性定量分析。因此,本文采用數(shù)值模擬和試驗研究相結(jié)合的方式,對純水射流沖擊強化機理和沖蝕機理進行了深入研究,主要研究內(nèi)容為:(1)對射入大氣中的純水射流結(jié)構(gòu)進行了分析,指出純水射流分為緊密段、核心段、破裂段和水滴段。并運用流體力學(xué)和彈塑性力學(xué)等理論知識,推導(dǎo)了噴嘴出口處射流速度和射流沖擊時的水錘壓力及滯止壓力的計算公式。(2)基于純水射流的瞬態(tài)沖擊特性,運用Abaqus軟件,采用CEL (拉格朗日-歐拉耦合)技術(shù)和Johnson-Cook材料本構(gòu)模型,建立了 6061鋁合金純水射流沖擊強化三維有限元模型。模擬了不同條件下的水錘壓力和滯止壓力,并與理論結(jié)果進行了對比,驗證了模擬的準確性�；谒苄詰�(yīng)變和靶材應(yīng)力波分析,指出了純水射流沖擊強化時,靶材殘余壓應(yīng)力的產(chǎn)生是水錘壓力作用的結(jié)果,與滯止壓力無關(guān)。又模擬并分析了不同強化工藝參數(shù)...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 純水射流沖擊強化技術(shù)概況
    1.3 研究內(nèi)容和技術(shù)路線
2 純水射流理論基礎(chǔ)
    2.1 純水射流的結(jié)構(gòu)特性
    2.2 純水射流動力特性
        2.2.1 純水射流速度
        2.2.2 純水射流沖擊壓力
    2.3 純水射流壓力分布
    2.4 本章小結(jié)
3 6061鋁合金純水射流沖擊強化數(shù)值模擬
    3.1 ABAQUS方法簡介
    3.2 純水射流沖擊強化模型
        3.2.1 純水的模型
        3.2.2 靶材的模型
        3.2.3 幾何模型
        3.2.4 相互作用、邊界條件和載荷
        3.2.5 計算控制與求解過程
    3.3 模擬結(jié)果
        3.3.1 沖擊過程
        3.3.2 水錘壓力和滯止壓力
        3.3.3 殘余應(yīng)力產(chǎn)生原因
        3.3.4 射流速度v對殘余應(yīng)力的影響
        3.3.5 射流直徑d對殘余應(yīng)力的影響
        3.3.6 沖擊時間t對殘余應(yīng)力的影響
        3.3.7 沖擊次數(shù)n對殘余應(yīng)力的影響
        3.3.8 入射角度α對殘余應(yīng)力的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 6061鋁合金純水射流沖蝕試驗研究
    4.1 沖蝕機理
    4.2 6061鋁合金純水射流沖蝕影響因素分析
        4.2.1 射流速度v對沖蝕的影響
        4.2.2 射流移動速度vf對沖蝕的影響
        4.2.3 沖擊次數(shù)n對沖蝕的影響
        4.2.4 射流入射角度α對沖蝕的影響
    4.3 本章小結(jié)
5 6061鋁合金純水射流沖擊強化試驗
    5.1 試驗準備
    5.2 殘余應(yīng)力分析
        5.2.1 射流速度v對殘余應(yīng)力的影響
        5.2.2 射流移動速度vf對殘余應(yīng)力的影響
        5.2.3 沖擊次數(shù)挖對殘余應(yīng)力的影響
    5.3 表面粗糙度分析
        5.3.1 射流速度v對粗糙度的影響
        5.3.2 射流移動速度vf對粗糙度影響
        5.3.3 沖擊次數(shù)n對粗糙度影響
    5.4 硬度分析
        5.4.1 射流速度v對硬度影響
        5.4.2 射流移動速度vf對硬度影響
        5.4.3 沖擊次數(shù)n對硬度影響
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
個人簡歷



本文編號：3833160