Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (МГТУ им. Н.Э. Баумана)

ФАКУЛЬТЕТ _________________Специальное машиностроение____________________

КАФЕДРА _________Технологии ракетно-космического машиностроения_________

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ по дисциплине

«Аналитическое и численное моделирование технологических процессов»

на тему: «Параметрическое исследование функционирования струеформирующего тракта»

Сторожилов В.А.

Руководитель Колпаков В.И.

2020 г.

ЗАДАНИЕ

на выполнение курсовой работы

по дисциплине ____Аналитическое и численное моделирование технологических процессов

Сторожилов Владимир Александрович

Тема курсовой работы __Параметрическое исследование функционирования струеформирующего тракта

Направленность КР (учебная, исследовательская, практическая, производственная, др.) исследовательская

Источник тематики (кафедра, предприятие, НИР) __НИР кафедры

График выполнения работы: 25% к ___ нед., 50% к ___ нед., 75% к __ нед., 100% к ___ нед.

Задание ______Исследование процессов струеформирования в насадке и прошивки отверстия в алюминиевой преграде в водной среде. При математическом моделировании процессов принять (см. рис.1): сН₂О = 1,0 г/см3 (поз. 2); са = 1,4 г/см3 (поз. 3), давление P = 80 МПа; наружный диаметр сопла Ds = 100 мм (поз. 1); Hs = 200 мм; H₃ = 100 мм; H₄ = 200 мм; d_вх_1 = 24 мм, d_вых = 4 м, H₁ = 50 мм, материал преграды (поз. 4, 5) - АМг6.

Рис.1 - к заданию на курсовую работу.

Оглавление

• Аннотация
• Введение
• 1. Основная часть
• 1.1 Построение и обоснование физико-математической модели
• 1.2 Построение расчетной модели
• 1.3 Результаты расчетов, проведенных для выбора оптимальной геометрии сопла
• 1.4 Апробационное моделирование выбранной схемы
• Заключение
• Список использованных источников

Аннотация

Работа посвящена исследованию функционирования гидроабразивного тракта в условиях работы под водой. Разработана физико-математическая модель процесса формирования и последующего движения гидроабразивной струи в окружающее водное пространство под действием давления с учётом кавитации жидкости. Представлены результаты параметрического исследования особенностей формирования высокоскоростной струи в зависимости от конструктивных параметров струеформирующего тракта, полученные с использованием программного комплекса ANSYS/AUTODYN. Установлено, что путём изменения геометрических параметров насадка можно повлиять на расход рабочей суспензии, устойчивость струи в радиальном направлении и незначительно на длину рабочего участка струи. Кроме того, для полученных оптимальных параметров насадка с использованием того же программного комплекса проведено моделирование прошивки отверстия в алюминиевой преграде и так же представлены результаты данного исследования. Полученные результаты могут быть полезны при конструктивном и технологическом проектировании систем гидрорезания с приоритетом на повышение произодительности.

Цель работы: повышение производительности мобильной гидроабразивной установки подводного манипулятора.

Ключевые слова: cтруеформирующий насадок, гидроабразивная струя, кавитация, скорость резания, математическое моделирование, прошивка отверстия. мобильный гидроабразивный манипулятора подводный

Введение

В настоящее время повышение эффективности подводного резания является актуальной задачей. Подводное резание применяется при выполнении судоремонтных, судоподъемных и аварийно-спасательных работ. Резание материалов под водой термическими методами затруднено. Альтернативой термическим способам резания является гидроабразивное резание. Гидроабразивное резание (ГАР) широко используется во многих отраслях промышленности. Широкое распространение ГАР обусловлено рядом преимуществ: низкое тепловыделение, универсальность обработки, экологичность.

Такие методы обработки поверхностей заготовок, как точение, фрезерование, протягивание и шлифование, характеризуются тем, что режущие элементы инструмента в течение всего процесса удаления материала соприкасаются с обрабатываемыми поверхностями. Вследствие этого обработка материалов сопровождается нагревом и вибрацией инструмента и всей технологической системы в целом (станок, приспособление, заготовка), а также деформацией металла в зоне действия режущей кромки.

Необходимость обработки сложных фасонных поверхностей обусловила создание новых методов обработки, характеризующихся отсутствием непосредственного механического контакта инструмента с заготовкой. В этих методах инструментом является либо электрическое поле (электрохимическая обработка), либо высокоскоростной направленный поток различных материалов на заготовку (гидроструйная, пескоструйная, дробеструйная обработки, обработка шариками и т. д.). Так, например, в настоящее время технологии гидрорезания (ГР) и гидроабразивного резания (ГАР) металлов, тугоплавких, жаропрочных и титановых сплавов, конструкционной керамики и композиционных материалов продемонстрировали высокую конкурентоспособность по сравнению с механическим, лазерным, плазменным и другими высокотехнологичными видами резания.

Технология гидроабразивной резки (ГАР) реализует разделение элементов конструкций из различных материалов, включая их размерную обработку. В связи со сложностью и высокой стоимостью проведения экспериментальных исследований, направленных на изучения этого процесса, а также вследствие разнообразия условий реализации подводной ГАР (различная глубина проведения работ и широкий спектр обрабатываемых материалов), существует необходимость развития методов математического моделирования данного процесса для его адаптации под конкретные условия работы.

Путем предварительного математического моделирования процесса можно оптимизировать параметры системы подачи гидроабразивной суспензии, в частности геометрические параметры струеформирующего тракта, что и было проделано в данной работе.

При гидроабразивном резании формирование струи осуществляется насадком и зависит от профиля его внутренней части. Анализ выполненных работ [1-5] показал, что ранее в основном рассматривалась ГАР в воздушной среде. В частности, в работе [1] показано, что увеличение угла раствора насадка значительно уменьшает скорость режущей струи; в работе [2] проанализированы закономерности скорости истечения от приложенного давления в рабочей жидкости в насадках с различным продольным профилем в среде программного комплекса ANSYS/AUTODYN. В результате анализа литературных источников принято решение о необходимости более широкого исследования возможностей использования гидроабразивных установок в условиях работы под водой для повышения их производительности. Очевидно при этом, что она зависит от скорости истекающей струи (рабочего тела), его эффективной длины и других параметров.

Таким образом, цель настоящего исследования можно сформулировать как обоснование параметров струеформирующего тракта, повышающего скорость гидроабразивной струи при одновременном уменьшении расхода рабочего тела, а так же апробационное моделирование процесса прошивки отверстия в алюминиевой преграде с ранее обоснованными геометрическими параметрами насадка. При этом в качестве метода исследования использовалось численное моделирование процесса в рамках механики сплошной среды в среде программного комплекса ANSYS/AUTODYN.

Для достижения поставленной цели разрабатывалось математического описания процесса, проводилось параметрическое исследование струеформирующего тракта, анализировалось влияния противодавления на эффективность резания на основании результатов ранее проведенных работ в данном направлении.

1. Основная часть

1.1 Построение и обоснование физико-математической модели

Поставленная задача решалась в двумерной осесимметричной постановке в переменных Эйлера.

При создании математической модели были приняты следующие допущения: струе-формирующий насадок - абсолютно жёсткое тело; абразив равномерно распределён по всему объёму воды, при этом его концентрация учитывается заданием плотности водной суспензии[5]. Процессы истечения гидроабразивной жидкости из струеформирующего насадка с образованием высокоскоростной струи можно описать следующей системой уравнений[6_8]:

(1)

В приведённой системе уравнений в порядке следования представлены законы сохранения массы, импульса, энергии и уравнение состояния взаимодействующих сред, при этом использовались следующие обозначения: t - время; с - плотность; p - давление; e - удельная внутренняя энергия; i= r,z - осевая и радиальная координаты; v_i - компоненты вектора скорости.

Уравнение состояния для материалов преграды и зажима использовали в форме линейной баротропной зависимости давления от плотности:

p=K(с/с₀ -- 1).

Здесь с₀ -- начальная плотность, с - плотность текущая, K - объёмный модуль упругости.

В качестве моделей пластичности материалов преграды и зажимов выберем математическую модель Джонсона-Кука.

,

где: А, B, С, n, m - эмпирические коэффициенты; Т^* - гомологическая температура. Т_m, Т, Т₀ - соответственно температура плавления, текущая и начальная температуры среды. Параметры для данной зависимости для каждого участвующего в моделировании материала взяты из электронного конспекта лекции [11].

Уравнение состояния воды принималось в виде полиномиальной зависимости давления от плотности:

, при (2)

, при - условие кавитации

где м = с/(с₀ -- 1); с, с₀ = 1 или 1.4 г/см³ -- текущая и начальная плотности для воды без абразивом и с абразивом соответственно. Коэффициенты уравнения состояния воды принимали следующие числовые значения: А₁= 2,2 ГПа, А₂ = 9,54 ГПа, А₃ =14,57 ГПа, В₀ = В₁ = 0,28, Т₁ = 2,2 ГПа, Т₂ = 0. В качестве критерия разрушения материала преграды использовался деформационный критерий вида [6]:

,

где-- интенсивность пластических деформаций; _пластические составляющие компонент тензора деформаций; -- предельная (критическая) пластическая деформация.

Для учета кавитации жидкости в процессе истечения из сопла и последующего движения гидроабразивной струи в воде в области отрицательных давлений необходимо принудительно принять p = 0. В этом случае жидкость не способна воспринимать растягивающие усилия и ведет себя как сыпучая субстанция или, другими словами, является разрушенной. В начальный момент времени рассматриваемые жидкости неподвижны, однако подвержены воздействию внешнего давления. В соответствии с этим для взаимодействующих жидких компонент начальные условия выглядят следующим образом:

Расчёт осуществлялся в программе ANSYS/AUTODYN. Параметрическая модель процесса струеформирования, в которой в качестве варьируемых параметров рассматривались геометрические характеристики внутреннего профиля насадка - H₁, H_s, H₃, H₄, d_{вх_1}, d_вых, б, представлена на рис. 1 листа с описанием задания.

1.2 Построение расчетной модели

Расчетная часть состоит из 2 частей:

1.Создание нескольких моделей с разными параметрами насадка и проведение моделирования для обоснования выбора оптимальных.

2.Апробационное моделирование процесса прошивки отверстия с выбранными геометрическими параметрами насадка.

Для исследования поставленной задачи применяется программный комплекс ANSYS AUTODYN. Используемая параметрическая схема показана на рис. 1, конструктивные параметры модели - см. на листе с описанием задания.

После создания окна проекта определим пользовательскую систему счисления. Для рассматриваемой задачи рекомендуется использовать мм, мг и мкс. Для этого в диалоговом окне в модуле Units (см. Рис. 2) в поле Length отмечается mm, в поле Mass - mg, в поле Time - мs. Взаимосвязь единиц измерения пользовательской системы USER с системой СИ представлена в Табл. 2.

Рис. 2

Далее необходимо загрузить параметры материалов, применяемых в модели. Для этого загружается стандартная библиотека материалов комплекса AUTODYN (см. Рис. 3): в рабочем окне программы необходимо выбрать вкладку Materials и нажать на кнопку Library; в появившемся окне Select material library file открыть файл standard.mlb. После этого возможен выбор стандартных моделей материалов. В окне Material Definition необходимо нажать кнопку Load и в появившемся окне Load Material Model выбрать из списка Water - Polynomial (см. Рис. 4).

Рис. 3

Рис. 4

С помощью кнопки Modify в окне Material Definition рабочего поля программы можно изменять физические параметры загруженных материалов и их названия. Для этого необходимо выбрать материал, свойство или название которого требуется изменить, нажать кнопку Modify и в появившемся окне Material Data Input сделать соответствующие изменения. Для того чтобы смоделировать гидроабразивную суспензию, необходимо изменить ее плотность и название, назвав ее, например, AbrasiveWATER (см. Рис. 5).

Для удобства дальнейшей работы и для большей наглядности создадим еще один материал, представляющий собой гидроабразивную суспензию со свойствами, идентичными свойствам AbrasiveWATER. Для этого в окне Material Definition необходимо выбрать опцию Copy и в появившемся окне Copy Material выбрать копируемый материал (строка Select material to copy from) и его копируемые свойства, а в строке New material (или New material name в более ранних версиях программы) задать название нового материала (см. Рис. 6). Кроме того, для учета эффекта кавитации суспензии, необходимо изменить условия разрушения вновь созданного посредством копирования материала AbrasiveWATER_2. Для этого, предварительно выделив материал AbrasiveWATER_2, в окне Material Definition, необходимо выбрать опцию Modify. Далее в графе Failure окна Material Data Input выбираем Hydro (Pmin), а затем в строке Hydro Tensile Limit устанавливаем значение 0 ГПа, соответствующее условию кавитации (см. Рис. 7).

Рис. 5

Рис. 6

Рис. 7

Создание расчетной области реализуется на вкладке Parts рабочего окна программы. Для этого в окне Parts необходимо выбрать опцию New, после чего появится окно Create New Part (см. Рис. 9). В этом окне необходимо задать имя расчетной области в строке Part name, а в строке Solver определить метод решения (Euler, 2D Multi-material). При нажатии на кнопку Next появляется окно Part Wizard, в котором последовательно выполняются следующие действия: 1) выбирается форма расчетной области, ее координаты и размеры (X origin = 0, Y origin = 0, DX = 500, DY = 50); 2) задается количество ячеек разностной сетки по всем координатам (Cell in I direction =500, Cell in J direction = 50); 3) определяется способ заполнения рабочего пространства параметрами используемых материалов (в данном случае рекомендуется снять галочку в поле Fill part? для того, чтобы облегчить процесс дальнейшего построения).

1)выбирается форма расчетной области, ее координаты и размеры (X origin = - 200, Y origin = 0, DX = 500, DY = 50);

2)задается количество ячеек разностной сетки по всем координатам (Cell in I direction =500, Cell in J direction =50);

3)определяется способ заполнения рабочего пространства параметрами используемых материалов (в данном случае рекомендуется снять галочку в поле Fill part? для того, чтобы облегчить процесс дальнейшего построения).

Рис. 9

Задание геометрических параметров струеформирующего тракта и окружающей среды осуществляется на вкладке Parts рабочего окна программы с помощью геометрических примитивов (Rectangle - прямоугольник и Quad - четырехугольник произвольной конфигурации). При этом последовательное построение области, заполненной гидроабразивной суспензией, находящейся под давлением (Рис. 1, поз. 3), а затем области, соответствующей внешней среде (Рис. 1, поз. 2), позволяет получить абсолютно жесткую поверхность внутреннего профиля струеформирующего сопла (Рис. 1, поз. 1).

Необходимо отметить, что по умолчанию в строку Density вносится начальная плотность выбранного материала, соответствующая его невозмущенному состоянию. Поэтому чтобы задать повышенное давление в области, заполненной жидкой средой, необходимо заранее пересчитать числовое значения плотности суспензии, соответствующее числовому значению задаваемого давления. Например, для суспензии, определяемой начальной плотностью 1,4 г/см³ и давлением 60 МПа соответствует текущая плотность 1,415 г/см³, а давлению 80 МПа -- текущая плотность 1,4445 г/см³. Поэтому для заполнения области гидроабразивной суспензией в этом случае необходимо в строке Density окна Fill Part указать значение 1,4445 г/см³.

По умолчанию при выборе эйлерового метода расчета границы расчетной области считаются абсолютно жесткими. В нашем случае помимо таких границ для корректной работы модели и поддержания постоянного давления в струеформирующей системе необходимо на левой границе расчетной области задать граничное условие, имитирующее непрерывную подачу гидроабразивной суспензии, находящейся под давлением (Flow_In), а на правой границе -- условие истечения среды в окружающее расчетную область пространство (Flow_Out).

На завершающей стадии создания компьютерной модели необходимо осуществить настройку вкладок Plots, Controls и Output, управляющих соответственно параметрами представления результатов расчетов на мониторе компьютера, ходом вычислительного процесса и записью результатов расчетов на жесткий диск компьютера.

Для второго этапа моделирования дополнительно добавляется из библиотеки материалов сплав АМг6 и его характеристики корректируются в соответствии с выбираемой линейной моделью уравнения состояния согласно справочным материалам, а так же вышеописанным способом создается дополнительная геометрия преграды, изображенной на Рис. 1.

1.3 Результаты расчетов, проведенных для выбора оптимальной геометрии сопла.

Исходя из результатов расчетов выявлено, что наиболее сильное влияние на оптимизируемые с целью повышения производительности параметры формируемой струи угол раствора конической части (б) и длина цилиндрической части (H₃).

На рис. 10 представлены процессы формирования струи в зависимости от угла раствора конуса (10, 30 и 50 градусов соответственно). На рисунке 11 представлены зависимость скорости от прорезанного расстояния для соответствующих углов раствора конической части насадка. Синия линия - для 50 градусов, красная линия - 10 градусов, черная - 30 градусов соответственно.

Рис. 10

Рис. 11

На рисунке 12 представлены процессы формирования струи в зависимости от длины цилиндрического участка насадка (75, 50 и 25 мм соответственно).



Рис. 12

Рис. 13

На рисунке 13 представлены зависимости скорости от прорезанного расстояния для соответствующих длин цилиндрических участков. Синим цветом - скорость для длины 75 мм., красным цветом - для 25 мм. и черным - для 50 мм. соответственно.

Рис. 14

На рисунке 14 представлены зависимости радиальной составляющей скорости струи при разной длине цилиндрического участка насадка (25, 50 и 75 мм).

По результатам моделирования насадков с различными геометрическими параметрами можно сделать следующие выводы:

-В исследуемом диапазоне изменения размеров выходных отверстий струеформирующего насадка, при условии постоянства давления в струеформирующем тракте, можно считать, что скорость струи не меняется;

- Увеличение длины цилиндрической части насадка способствует уменьшению радиальной составляющей скорости струи, что делает её более стабильной;

- Увеличение угла раствора конической части насадка способствует уменьшению расхода рабочей суспензии и незначительному сокращению рабочего участка формируемой струи;

Исходя из вышеизложенных выводов для дальнейшего апробационного моделирования целесообразно выбрать конструкцию насадка с удлинённой цилиндрической частью (l = 75 мм.) и средним значением угла раствора конической части насадка (б = 30°).

1.4 Апробационное моделирование выбранной схемы

В ходе апробационного моделирования было проработано 2 схемы: с зажимом преграды с обеих сторон для осевой фиксации и без них. Изображение схем приведено на рисунках 15 и 16 соответственно.

Рис. 15 - схема с зажимами



Рис. 16 - схема без зажимов

Приведенные схемы построены путем изменения первичных моделей, описанных в подразделе выше. Желтые области вокруг преграды на рисунке 15 моделируют зажимы и заданы как кольца из стали 45 с аналогичными для материала преграды уравнениями состояния и критерием разрушения.

Динамика процесса прошивки отверстия в значениях плотности среды для обоих случаев отображена на рисунках 17 и 18.



Рис. 17 - динамика процесса прошивки для схемы без зажимов

Рис. 18 - динамика процесса прошивки для схемы с зажимами

Значимое различие в процессах моделирования струи с преградой и без наблюдается в картине развития так называемого эффекта гидроудара. На рисунках 18а и 18б отображено распределение давления в различные моменты (линия конкретного цвета соответствует определенному значению времени) вдоль струеформирующего канала насадка.

При прошивке отверстия в алюминиевой пластине видна картина интенсивных колебаний значения давления вдоль струеформирующего участка насадка, достигающих амплитуды в 150 МПа. Такие колебательные процессы негативно влияют на показатели усталостной прочности и ресурс работы насадка, с этим явлением необходимо бороться конструкторскими и технологическими способами.

Рис. 18а - распределение давления в различные моменты времени вдоль струеформирующего канала насадка при отсутствии преграды. Цвета соответствуют конкретному значению времени: черный - 0,2 сек., голубой - 0,5 сек., зеленый - 0,9 сек., желтый - 1,6 сек.

Рис. 18б - распределение давления в различные моменты времени вдоль струеформирующего канала насадка в присутствие преграды. Цвета соответствуют конкретному значению времени: черный - 0,2 сек., фиолетовый - 0,5 сек., синий - 0,9 сек., оранжевый - 1,2 сек, коричневый - 1.7 сек.

В динамике процесса для схемы без зажимов так же видно, что деформация прогиба преграды опережает деформацию разрушения в зоне резания. Прогиб поверхности разрезаемой детали - негативное явление, так как способствует ухудшению качества кромок разрезаемых поверхностей. С ним надо бороться.

Поэтому так же был произведен расчет по схеме с внутренней и внешней подпоркой поверхностей (модель зажимов). Такая модель резания может быть предложена как вариант оптимизации с целью повышения качества обработанных поверхностей.

Время прошивания отверстия в случае схемы с зажимами составляет 1.7 сек, в случае схемы без зажимов - 1.26 сек. Такое различие, вероятно, связано с характером напряженно-деформированного состояния, которое образуется в результате прогиба преграды в схеме без зажимов. Вследствие этого, при прогибе часть энергии, необходимой для разрушения, уже преобразовано в потенциальную энергию деформацию выгнутых и вогнутых слоёв пластины, в результате чего необходимая остаточная работа по разрушению составляет величину меньшую, чем для схемы с зажимами. Графики (рис. 19 и рис. 20) энергии пластических деформаций подтверждают вышесказанное.

Рис. 19 - энергия пластической деформации преграды в схеме без зажимов

Рис. 20 - энергия пластической деформации преграды в схеме с зажимами

На приведенном выше рисунке красными прямыми обозначена точка полного прошивания отверстия для обеих схем. Видно, что энергия пластической деформации разрушения для схемы с зажимами выше, чем для схемы без зажимов. В случае схемы без зажимов часть энергии, необходимой для разрушения, вносят упругие деформации прогиба, откуда и берется разница в 1000 джоулей для моделируемых схем

Значимым отличием процесса гидроабразивной резки под водой от гидроабразивной резки вне жидкой среды является наличие колебательных процессов внутри этой жидкой среды. Данное явления наглядно демонстрируют графики давления в наблюдаемых реперных точках (Рис. 21, 22). В моменты времени изменения характера колебаний с положительно-отрицательного на положительный происходит разрушение материала преграды в соответствующих реперных точках или же сдвиг из данной точки материала преграды в следствие деформации прогиба.

Рис. 21 - картина изменения значения давления в 2-х отслеживаемых реперных точках для схемы с зажимами



Рис. 22 - картина изменения значения давления в 2-х отслеживаемых реперных точках для схемы без зажимов

Общая картина изменения давления вследствие явления гидроудара в области резания и в области струеформирующего насадка для схемы с зажимами представлена на рисунке 23.

Рис. 23 - изменение давление в области резания и вдоль струеформирующего насадка в процессе прошивки отверстия для схемы без зажимов

Рис. 23 (окончание)

Как видно из рисунков, на которых изображена динамика процессов для обеих схем, процесс прогиба в незначительной степени присутствует и в схеме с зажимами, что опять же связно с особенностями процесса резки в жидкой среде, а именно, более интенсивными колебаниями среды.

Приведенные результаты моделирования, в частности динамика процессов прошивки резания, не противоречат по своей сущности результатам, описанным в работах [1-5]. По результатам так же можно сделать очевидный вывод о проблеме качества обработанной поверхности изделий из_за сопровождающих явлений прогиба при резке пластичных и податливых материалов и, тем самым, обозначив возможное дальнейшее направление работ по оптимизированию параметров режимов резания с целью повышения не только производительности, но и качества кромок разрезаемых изделий.

Заключение

Разработана и обоснована физико-математическая модель расчета ГАР в жидкостной среде, основанная на использовании идеальной упругопластической модели взаимодействующих сред и прямого движения струи по отношению к обрабатываемой детали.

Проведено численное моделирование шести различных вариантов схем с отличающимися геометрическими параметрами насадка, а именно: угол раствора конической части и длина цилиндрической части. Затем проведено апробационное моделирование прошивки отверстия в алюминиевой преграде для схемы с обоснованными ранее оптимальными геометрическими параметрами насадка.

В ходе первого этапа моделирования установлено:

1) Осевая скорость струи на всем рабочем участке не зависит от варьируемых в данной схеме геометрических параметров;

2) Радиальная скорость струи уменьшается с увеличением длины цилиндрической части, тем самым делая струя становится более стабильной;

3) Увеличение угла раствора конической части насадка способствует уменьшению расхода рабочей суспензии и незначительному сокращению рабочего участка формируемой струи;

В соответствии с поставленной в работе целью можно сделать вывод о том, что варьированием рассмотренными выше геометрическими параметрами насадка существенного увеличения производительности ГАР добиться невозможно.

По итогам второго этапа (апробационного) моделирования установлено:

1) Ключевое отличие процесса гидроабразивной резки в жидкой атмосфере - наличие интенсивного колебательного процесса ввиду высокой плотности окружающей среды и, так называемого, явления гидроудара.

2) При прошивке отверстий при помощи ГАР в жидкой среде в податливых и пластичных материалах становится явным явление опережающих упругих и пластических деформаций, что существенно снижает качество обработанной поверхности.

3) Новое направление развития работ в данной области - минимизация опережающих деформаций пластичных и податливых материалов с целью повышения качества кромок прорезаемых (разрезаемых) заготовок.

Список использованных источников

[1] Mithilesh K.G., Sanjay S. Computational optimization of Water Jet Machining: Effect of Nozzle Convergence Angle. International Journal of Recent Trends in Engineering & Re-search, 2017, vol. 03, no. 5, pp. 454-462. URL: http://www.ijrter.com/papers/volume-3/issue-5/computational-optimization-of-water-jet-machining-effect-of-nozzle-convergence-angle.pdf. doi: 10.23883/IJRTER.2017.3249.9SCRH (дата обращения 24.03.2018).

[2] Гусев В.Г., Петухов Е.Н., Вуколов А.М. Анализ течения рабочей жидкости через соплогидрорезной установки в программе ANSYS. Известия ТулГУ. Технические науки, 2012, №1, с. 260-266. URL: https://cyberleninka.ru/article/v/analiz-techeniya-rabochey-zhidkosti-cherez-soplo-gidroreznoy-ustanovki-v-programme-ansys (дата обращения 25.03.2018).

[3] Stijn D., Korneel V.M., Kirsten B. Real-time underwater abrasive water jet cutting process control. EuroNoise, 2015. URL: https://lirias.kuleuven.be/bitstream/123456789/499858/1/000339.pdf (дата обращения 24.03.2018).

[4] Иванов В.В., Решетников М.К. Компьютерное имитационное моделирование процесса гидроабразивного резания. Вестник Саратовского государственного технического университета, 2015, №2, с. 47-49. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/kompyuternoe-imitatsionnoe-modelirovanie-protsessa-gidroabrazivnogo-rezaniya (дата обращения 24.03.2018).

[5] Анисимов П.Д., Колпаков В.И. Особенности математического моделирования гидро- и гидроабразивной обработки деталей из труднообрабатываемых материалов. Молодёжный научно-технический вестник, 2016, № 9.

[6] Ультраструйная технология получения микросуспензий / О.Е. Балашов, А.А. Барзов, А.Л. Галиновский и др. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. 352 с.

[7]. Тарасов В.А., Полухин А.Н. Оценка геометрических параметров формируемой поверхности при гидроабразивной резке // Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение. 2012. № 1(86). С. 107--116.

[8]. Физика взрыва / Под ред. Л.П. Орленко. В 2 т. Т. 2. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. 656 с.

[9]. Бабкин А.В., Колпаков В.И., Охитин В.Н., Селиванов В.В. Численные методы в задачах физики быстропротекающих процессов. В 3 т. Т. 3. М.: Издво МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. 520 с.

[10]. Теоретические и экспериментальные исследования высокоскоростного взаимодействия тел / под ред. А.В. Герасимова. Томск: Изд-во Томского университета, 2007. 572 с.

[11].Электронный конспект лекций по курсу «Аналитическое и численное моделирование технологических процессов».

Размещено на Allbest.ru

...