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冲蚀磨损是指存在于空气或液体中的微小颗粒,它们以一定的速度及角度对材料的表面进行冲击,造成材料的损失并使其破坏。其广泛存在于经济和国防建设中,是造成工件早期失效的重要因素之一,引起了国内外专家学者的广泛关注,因此研究材料的冲蚀磨损行为及其机理,有助于减少材料的损耗,提高零件的使用寿命。本文将具有耦合的复合层材料与无耦合的材料进行冲蚀对比。利用计算流体力学(CFD)的DPM模型进行颗粒的冲蚀仿真研究,设置颗粒流速范围为201008)/。仿真结果表明:当颗粒垂直入射时,流场的分布会改变颗粒的运动;有/无柔性材料耦合的冲蚀磨损量均随速度指数式增大,材料所受到的压力和壁面剪切力均与速度保持正相关;当速度大于708)/时,具有耦合材料的冲蚀率要优于无耦合材料。设计并使用电流变体作为柔性耦合层结构,应用单向流固耦合的模拟方法并结合UDF程序还原随机速度入口,探究在不同颗粒质量流率、半径情况下,弹性模量与冲蚀磨损量之间的关系。结果表明:相同工况下,材料的冲蚀磨损量随着颗粒质量流率的增大而增加,当颗粒半径大于0.28)8)时,材料冲蚀量随颗粒半径增大而增大;冲蚀速度为508)/的情况下,当耦合层弹性模量为2×1062×109(6时,冲蚀量与弹性模量正相关,而当>2×109(6时,冲蚀率将下降。构建单个及多个颗粒的冲蚀模型,结合显式动力学的Johnson-Cook本构模型,对比耦合层弹性模量在2×109和2×1011(6时材料的冲蚀。结果表明:应变在耦合面之间传递过程中会发生变化,耦合层弹性模量在低速区与高速区对材料冲蚀的影响相反。进而得到结论:在研究复合层材料的冲蚀过程中需要综合考虑多种因素,整体最终表现的质量损失为所有颗粒影响的累积。