本文采用数值仿真方法研究后混式磨料水射流切割工艺中,喷嘴内磨料粒子在高压水射流的作用下液固两相混合并实现磨料粒子从低速进入到高速射出的运动过程。还研究了磨料粒子撞击金属靶材及金属材料的微观去除机理。采用有限元法(FEM)中的Lagrange算法仿真水射流的超大变形问题时,将会出现严重的网格畸变现象,不利于计算的进行。而在应用Euler和ALE算法时,由于两种算法均不能模拟离散磨料粒子和水射流之间相互作用而形成能量传递过程,故本文提出采用光滑粒子流体动力学(SPH)耦合有限元(FEM)的建模方法以模拟后混式磨料水射流喷嘴内磨料粒子的加速和靶材在磨粒撞击下的材料微观去除机理。第一部分研究在喷嘴中磨料粒子受高压水作用下的混合和加速过程。其中高速水射流采用SPH粒子建模,磨料粒子和喷嘴用FEM建模,并通过LS-DYNA中的接触算法实现SPH和FEM的耦合以模拟磨料和水射流相互作用的过程。仿真研究了磨粒和水在喷嘴中各自的速度变化过程；磨粒在喷嘴中的运动轨迹；不同直径的磨料粒子在不同水压作用下的速度变化过程；磨粒直径和混合管直径对磨粒出口速度的影响规律。通过与相关实验及理论数据的比较,验证了仿真模型和结果的正确性。通过对影响磨料粒子出口速度的三个主要因素的研究,即磨料粒子直径、水射流压力和混合管直径,采用正交试验设计和方差分析,分析了三者对出口速度影响的显著性。第二部分研究磨料水射流切割中不同形状磨料粒子撞击工件时金属材料的微观去除机理。本部分中磨料粒子仍为有限元模型,采用了球型和带尖角两种形式的磨粒用以研究金属材料的犁削和切削两种材料去除机制。考虑工件在切除过程中会发生塑性大变形甚至可形成切屑脱离工件的现象,如采用有限元法建立工件模型将会导致求解的困难,故金属工件采用SPH粒子法建模。最终,利用该模型研究了两种不同形状的磨料粒子在不同角度和速度下撞击工件的过程。通过与现有实验结果进行比较,验证了仿真结果的正确性。本文通过基于磨料水射流加工的整体建模,即包括喷嘴、磨料粒子、高压水和工件和不同形状的磨料粒子冲击工件的仿真分析,深入探讨了磨料水射流的加工机理和磨粒加速过程,并研究了各种工艺参数的影响,为优化工艺参数提供了参考。