氧化铝陶瓷多粒子冲蚀磨损的数值模拟.pdf

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1、2015年4月润滑与密封Apr．2015第40卷第4期LUBRICATIeNENGINEERINGVe1．40No．4DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2015．04．011氧化铝陶瓷多粒子冲蚀磨损的数值模拟胡彪纪秀林段慧丁伟(河海大学常州校区机电工程学院江苏常州213022)摘要：采用LS—DYNA有限元分析软件建立多粒子冲蚀氧化铝陶瓷的有限元模型．运用LS—DYNA求解器对冲蚀过程进行仿真，通过观察靶材等效应力的分布分析冲蚀机制。结果表明：靶材体积磨损率随着冲蚀角度的增大而增大，在冲蚀角度达到90。时，体积磨损率达到最大值，表现出典型的脆性材料的冲蚀

2、特性：靶材的体积磨损率随着冲蚀速度的增大而增大，且具有良好的线性增长关系；靶材的体积磨损率整体上随着冲击粒子粒径的增大而增大，但在达到临界尺寸的一段时间内会随着粒径的增大而减小；靶材会吸收粒子的一部分动能转化为自己的内能，但随着粒子冲击结束而离开靶材表面，靶材表面形成微裂纹以及部分单元失效，因此靶材的能量随着单元的失效而减小。关键词：冲蚀磨损；氧化铝陶瓷；脆性材料；多粒子；冲蚀机制中图分类号：TH117．1文献标志码：A文章编号：0254—0150(2015)4—049—5NumericalSimulationforErosionWearofAluminaCeramicsbyM

3、ulti-ParticlesImpingementHUBiaoJiXiulinDuanHuiDingWei(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，ChangzhouCampusofHohaiUniversity，ChangzhouJiangsu213022，China)Abstract：LS-DYNAwasusedtoestablishthefiniteelementmode1ofmultiparticlesimpactingonaluminaceramics．andtheerosionprocesswassimulatedby

4、usingLS-DYNAsolver．TheerosionmechanismwasanalyzedbyobservingthedistributionofVonMisesstressofthetarget．Theresultsshowthatvolumelossrateofthetargetisincreasedwithincreas—ingtheimpactangle，andvolumelossratereachesthemaximumvalueattheimpactangleof90。，whichexhibitserosioncharacteristicsoftypical

5、brittlematerials．Volumelossrateofthetargetisincreasedwithincreasingtheimpactvelocity，andtheyhavegoodlineargrowthrelationship．Volumelossrateofthetargetisincreasedwithincreasingtheimpactparti—clesizeasawhole，butitisdecreasedwithinaperiodoftimewhentheimpactparticlesizereachesacriticalsize．Theta

6、rgetabsorbspartoftheparticleskineticenergyandtransformsitintointernalenergy，andwhentheparticlesleavethetargetsurface，micro-crackandsomeelementsfailureareformedonthetargetsurface，therefore，thetargettotalenergyisdecreasedwiththefailureoftheelements．Keywords：erosionwear；aluminaceramics；brittlem

7、aterial；muhiparticles；erosionmechanism冲蚀磨损是固体颗粒随着高速流体对材料表面冲有效减少冲蚀磨损造成的损耗，提高材料的使用寿击造成的材料损坏，是一个动态的失效过程。冲蚀命。研究不同参数下材料的冲蚀磨损规律，有着重要磨损广泛存在于机械、冶金、运输、航空航天等各个的理论意义和经济价值]。领域，是现代工业生产中很常见的一种磨损形式。是Wang和Yang分别以状态方程相关的John．引起材料破坏和设备故障的一个很重要的原因。为sonHolmquistCerami