螺旋孔电解加工多物理场耦合机理研究.pdf

《螺旋孔电解加工多物理场耦合机理研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第46卷第5期2014年10月南京航JournalofNanjing空航天大学学报UniversityofAeronautics＆Astronautics螺旋孔电解加工多物理场耦合机理研究王明环章巧芳彭伟(浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部／浙江省重点实验室，杭州，310014)V01．46No．50ct．2014摘要：基于建立的三维多相流模型及间接耦合多物理模型(热电耦合和热流耦舍)，以螺旋孔电解加工为研究对象，对电解加工间隙中的电场、流场、温度场进行分析，掌握间隙参数变化规律，包括间隙电解液的流速与温度、间隙氢气气泡率

2、分布、材料表面电流密度分布等。进而对影响材料去除的主要因素——电导率进行研究，确定了电导率在整个加工间隙内的变化规律及其对材料去除的影响，并提出了增加电解液出口背压以改善工件材料去除的一致性。最后，在搭建的实验平台上进行螺旋孔电解加工实验，验证了所提方法的正确性。关键词：电解加工；多相流模型；多物理场耦合；内螺旋孔；气液两相流中图分类号：V261．5文献标志码：A文章编号：1005—2615(2014)05—0774—06MultiphysicsCouplingofElectrochemicalMachiningforSpiralH

3、oleWangMinghuan，ZhangQiaofang，PengWei(KeyLaboratoryofE&M(ZhejiangUniversityofTechnology)，MinistryofEducation&ZhejiangProvince，Hangzhou，310014，China)Abstract：Thethree—dimensionalmuhiphaseflowmodelandindirectmultiphysicsmodel(includingther—moelectriccouplingmodelandtherm

4、al—fluidcouplingmodel)aredevelopedtodescribethevariationsofelectricfield，flowfieldandtemperatureintheelectrochemicalmachininggap．Theelectrochemicalma—chiningoftheinternalspiralholeissimulated．Simulationresultsshowthattheelectrolytevelocityisfluctuantanddecreasing，andth

5、eelectrolytetemperatureaswellasthevoidfractionofthehydrogenareincreasingalongtheflowdirection．Accordingtothevariationsoftemperatureandthevoidfractionofhydrogen，theelectricconductivityofelectrolyteisstudied，whichhasamaineffectonthematerialre—moval．Theanalysisdenotesthat

6、theelectricconductivityofelectrolyteincreasesalongtheflowdirec—tion．Asaresult，thematerialremovalrate(MRR)decreasesalongtheflowdirectionwhichisun—favourableformachining．Amethodofapplyingbackpressureintheoutletisselectedtodiminishthevariationofelectricconductivityoftheel

7、ectrolyte．Finally，experimentalverificationofthemodelusinganin-housebuiltelectrochemicalmachiningsystemfortheinternalspiralholeexhibitsgoodcorrelationwiththeoreticalpredictions．Keywords：electrochemicalmachining；multiphasemodel；muhiphysicscoupling；internalspiralhole；gas—

8、liquidflow基金项目：国家自然科学基金(50905165；51475428)资助项目；浙江省自然科学基金(LYl3E050019)资助项目。收稿日期：2014—05—10；修订日期：2014—07—10通信作者：王明环，女，副