【摘 要】
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镍基高温合金具有优异的物理力学性能,在航空航天、舰船、核能等领域广泛应用。超高速磨削可以改善镍基高温合金的难加工性,是未来的发展趋势,目前研究还处于起步阶段。CFRP砂轮因为密度低、比强度和比模量高,可满足超高速磨削对砂轮的高要求,但是目前的CFRP砂轮并没有完全发挥CFRP优良的性能。为此,本文通过有限元分析设计CFRP砂轮,并对超高速磨削高压射流冷却的两相流场进行分析,以掌握弧区有效流量的变化
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镍基高温合金具有优异的物理力学性能,在航空航天、舰船、核能等领域广泛应用。超高速磨削可以改善镍基高温合金的难加工性,是未来的发展趋势,目前研究还处于起步阶段。CFRP砂轮因为密度低、比强度和比模量高,可满足超高速磨削对砂轮的高要求,但是目前的CFRP砂轮并没有完全发挥CFRP优良的性能。为此,本文通过有限元分析设计CFRP砂轮,并对超高速磨削高压射流冷却的两相流场进行分析,以掌握弧区有效流量的变化规律。在上述研究基础上,开展超高速磨削试验,分析磨削速度的提高对高温合金加工性的影响,为后续更高速度的磨削提供参考。主要工作如下:(1)利用ABAQUS有限元软件进行砂轮建模,对其进行力学性能分析。对不同的材料铺排方式、不同基体材料的砂轮力学性能进行了对比。针对不同的目标,提出不同的砂轮基体设计方案。(2)使用Fluent软件对超高速磨削中的流场进行了有限元分析,研究了喷嘴安装位置、冷却液射流速度以及砂轮线速度等因素对弧区有效流量的影响,据此提出了超高速磨削冷却系统的改进方案。(3)开展了高温合金GH4169的超高速磨削试验,分析了磨削力和磨削温度,揭示了磨削速度对材料加工性的影响规律,论证了超高速磨削GH4169的优越性。
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