共轨管小孔磨粒流加工特性三维数值分析

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1、测试与控制璐TAN。∞NTR。。共轨管小孑L磨粒流加工特性三维数值分析Three-DimensionalNumericalAnalysisforMicro·HoleAbrasiveFlowMachiningFeatureoftheCommon．RanThbe中航工业长春航空液压控制有限公司吴桂玲侯吉坤[摘要】应用现代设计技术和现代设计手段，恰当地使用数值计算可理解和揭示试验，指导生产工艺规程，改善产品的综合性能。利用CFD软件FLUENT对磨粒流加工共轨管流道及小孔结构进行三维数值分析，获得稳态压强、湍流动能、湍流强度及速度图像

2、，为磨粒流加工工艺的制定提供参考。关键词：共轨管小孔磨粒流加工数值分析【ABSTRACTlByapplyingmodemdesigntechnol-ogyandmodemdesignmeans，numericalcalculationis印一propriatelyusedtounderstandandrevealtheexperiment，toinstructtheproceduresofproducingtechnology,andtoimprovesynthesizedpropertiesoftheproducts．CFDs

3、oft-wareFLUENTisemployedtodonumericalanalysisofthree··dimensionsonabrasiveflowmachiningcommon--railtuberunnersandholesinordertoobtainsteadypressure，turbulencekineticenergy，turbulenceintensityandspeedimage，whichprovidesreferencestothemakingofabra—siveflowmachiningtech

4、nology．Keywords：Common·-railtubeMicro-holeAbra--siveflowmachiningNumericaianalysis共轨管是发动机供油系统的重要组成部件，具有高硬度，低表面粗糙度，在交叉部有倒圆角，流道无毛刺且表面光滑的特点。共轨管流道小孔抛光及去毛刺一直是有待解决与提高的问题⋯，而共轨管dqL的加工质量最终将影响发动机的经济性、动力性和排放指标。利用传统加工方法来实现对共轨管交叉孑L处的去毛刺及倒圆角是极其困难的，磨粒流加工技术的出现为解决这一问题提供了有效的方法12I。为研究磨

5、粒流加工工艺，这里利用CFD软件FLUENT对磨粒流加工过程进行数值模拟，获得用于指导生产的工艺规程。FLUENT可用来模拟从不可压缩流体到高度可压缩流体范围内的复杂运动，该软件采用最佳的数值解法，以期在计算速度、结果的稳定性和精度等方面优化组合，从而高效解决各个领域的流体计算问题，在层158航窄制造技术·2014年第22期流、湍流、传热、化学反应和多相流等方面都有着广泛应用p1。其强大的求解功能使其广泛应用于国防、航空航天、机器制造、汽车、船舶、兵器、电子、铁道、石油天然气、材料工程等领域㈧。1仿真模型建立及参数设置磨粒流加工

6、过程属于复杂的湍流流动，湍流的平均流动和脉动之间存在很强的相互作用，湍流的数值模拟计算结果比层流流动更容易受到网格的影响。为了保证计算结果的准确性，对于靠近壁面区域的湍流求解选择在平均流动变化快且平均应力较大的边界层所在的区域进行。在计算网格的处理方式上，在流动区域靠近壁面的部分采用加附面层的方法，在流体流动区域的表面网格和内部网格之间再划分一个特定区域，用以保证壁面附近的湍流计算的准确性。共轨管的内部通道结构较为简单，采用的是非结构化六面体进行网格划分。在进行数值模拟的过程中，假设颗粒相与介质相之间不发生溶解或结晶等化学过程。

7、颗粒相固体磨料与介质所构成的两相流动过程满足如下条件：(1)颗粒状固体磨料与介质具有相同的压力作用。(2)颗粒状固体磨料与介质分别满足动量守恒和能量守恒方程。(3)颗粒状固体磨料与介质之间的相互作用通过阻力系数来实现。根据磨粒流的加工特点，采用FLUENT前处理模块GAMBIT对共轨管零件进行流动区域几何形状的构建、边界类型设置以及网格的生成，选用非耦合隐式双精度求解器，通过湍流RNG固液两相MIXTURE湍流模型进行数值分析；磨粒流介质载体作为主相，碳化硅颗粒作为第二相，体积分数为0．3；此外，入口边界条件定义为压强入口，出口

8、边界条件定义为压强出口，其余边界定义为固壁。考虑重力影响，以上条件设置好后，经过初始化后进行迭代计算，对共轨管微／I,孑L磨粒流加工过程进行流体力学数值模拟。懈TANDc。NTRo。测试与控制2仿真结果与分析当参数设置成功后，采用SIMPLEC算法求解两相流动力