航空叶轮的磨料流加工模拟分析及可行性研究

【类型】学位论文

【作者】朱建辉 

【关键词】 航空叶轮 表面粗糙度 磨料流 模拟分析 可行性研究

【摘要】表面质量优良的整体叶轮能有效提高发动机效率、推重比及可靠性,但因结构复杂,加工可达性差,材料难加工,高效光整加工成为其工程应用的瓶颈。针对加工效率和自动化程度低、理论基础薄弱、尚无适合于航空叶轮加工的磨料等问题,本文提出了适合整体叶轮高效光整加工的旋转磨料流加工技术方案,配制了磨料流加工磨料,并进行了相关数值模拟与加工试验研究,主要工作如下：(1)针对现有手工抛光航空叶轮表面加工效率低、质量差等问题,创新了航空整体叶轮零件旋转磨料流高效光整加工技术方案,应用颗粒碰撞与多相流理论,从理论上分析了磨料流加工过程磨粒的运动和材料去除模型,模拟分析了单叶片流域流场动力学特性,揭示了磨料介质特性对整体叶轮加工质量的关系,结果表明磨料介质黏度为1kg/m.s,旋转速度为300rpm时,单叶片吸力面与压力面加工流场最为均匀,可有望实现叶轮两面均匀性加工,为新型磨料介质的研制奠定了理论基础。(2)结合仿真分析结果,研制出满足磨料粘弹性且不粘连工件的加工要求的新型磨料介质,通过研究磨料介质随温度变化规律,阐述了维持磨料介质加工热稳定的必要性和解决方法,保证了加工过程中磨料介质性能的一致性。(3)应用研制的新型磨料介质对不同初始粗糙度表面进行了加工试验研究,试验结果验证了理论分析的正确性,为后续进一步开展磨料流加工航空叶轮研究奠定了坚实的技术基础。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】大连理工大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】高航

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