磨料水射流加工技术是一种高效、绿色的新型加工方法,因其加工对象和加工过程的特殊性,近年来这项技术得到迅速发展,尤其是对硬脆材料的加工,表现出传统加工方法无法比拟的优势。本文通过磨料水射流切割硬脆材料的试验,以及单个磨料粒子对硬脆材料的切割过程的模拟仿真,通过研究对比,发展和完善了磨料水射流对硬脆材料的切割机理。本文以磨料水射流理论为基础,研究了磨料水射流对硬脆材料的切割机理。磨料水射流对硬脆材料的切割过程主要包括水射流对材料的水楔作用、磨料颗粒的撞击和冲蚀作用以及磨料对加工表面的微细加工作用。通过正交试验,得出影响磨料水射流加工的主次要因素依次为水射流压力、靶距和磨料流量。通过单因素试验得出:当水射流压力增大时,切割深度在一定范围增加明显,继续增大压力时,增加不明显;当靶距增加时,切割深度先增加后减小;当磨料流量增加时,切割深度先增大后减小。磨料水射流切割硬脆材料过程的仿真属于高速、超大变形问题。仿真过程采用光滑质点动力学法(SPH)与传统有限元法(FEM)耦合建模,建立单磨料粒子冲蚀硬脆材料微观分析模型,模拟单颗粒磨料水射流对硬脆材料的切割过程。通过对不同时刻单颗粒磨料侵彻情况分析以及不同初速条件下的结果对比,研究和验证了磨料水射流对硬脆材料的切割机理。通过对单因素试验中各因素的影响规律与仿真结果进行比较,变化趋势具有较好的一致性,也验证了仿真的准确性。通过对磨料水射流试验和仿真,从宏观和微观两种角度分析和研究了磨料水射流对硬脆材料的切割机理,总结了各工艺参数对磨料水射流切割硬脆材料过程的影响规律,为磨料水射流实际应用中的工艺参数优化提供参考。