共轨管小孔磨粒流加工特性三维数值分析-航空制造技术.PDF

测试与控制 TEST AND CONTROL 共轨管小孔磨粒流加工特性三维数值分析 Three-Dimensional Numerical Analysis for Micro-Hole Abrasive Flow Machining Feature of the Common-Rail Tube 中航工业长春航空液压控制有限公司 吴桂玲 侯吉坤 [ 摘要 ] 应用现代设计技术和现代设计手段 ，恰 当 流、湍流、传热、化学反应和多相流等方面都有着广泛 地使 用数值计算可理解和揭 示试验 ，指导生产工艺规 应用 [3] 。其强大的求解功能使其广泛应用于国防、航空 程 ，改善产品的综合性能。利用 CFD 软件 FLUENT 对 航天、机器制造、汽车、船舶、兵器、电子、铁道、石油天 磨粒流加工共轨管流道及 小孔结构进行三维数值分析 ， 然气、材料工程等领域 [4] 。 获得稳 态压强、湍流动能、湍流强度及速度 图像 ，为磨粒 流加工工艺的制定提供参考。 1   仿真模型建立及参数设置 关键词 ：共轨管 小孔 磨粒流加工 数值分析 磨粒流加工过程属于复杂的湍流流动，湍流的平 [ABSTRACT] By applying modern design technol- 均流动和脉动之间存在很强的相互作用，湍流的数值 ogy and modern design means, numerical calculation is ap- 模拟计算结果比层流流动更容易受到网格的影响。为 propriately used to understand and reveal the experiment, 了保证计算结果的准确性，对于靠近壁面区域的湍流 to instruct the procedures of producing technology, and to 求解选择在平均流动变化快且平均应力较大的边界层 improve synthesized properties of the products. CFD soft- 所在的区域进行。在计算网格的处理方式上，在流动 ware FLUENT is employed to do numerical analysis of 区域靠近壁面的部分采用加附面层的方法，在流体流 three-dimensions on abrasive flow machining common-rail 动区域的表面网格和内部网格之间再划分一个特定区 tube runners and holes in order to obtain steady pressure, 域，用以保证壁面附近的湍流计算的准确性。共轨管 turbulence kinetic energy, turbulence intensity and speed 的内部通道结构较为简单，采用的是非结构化六面体 image, which provides references to the making of abra- 进行网格划分。 sive flow machining technology. 在进行数值模拟的过程中，假设颗粒相与介质相之 Keywords: Common-rail tube Micro-hole Abra- 间不发生溶解或结晶等化学过程。颗粒相固体磨料与 sive flow machining Numerical analysis 介质所构成的两相流动过程满足如下条件： （1）颗粒状固体磨料与介质具有相同的压力作用。 共轨管是发动机供油系统的重要组成部件，具有高 （2）颗粒状固体磨料与介质分别满足动量守恒和 硬度，低表面粗糙度，在交叉部有倒圆角，流道无毛刺且 能量守恒方程。 表面光滑的特点。共轨管流道小孔抛光及去毛刺一直 （3）颗粒状固体磨料与介质之间的相互作用通过 是有待解决与提高的问题 [1] ，而共轨管小孔的加工质量 阻力系数来实现。 最终将影响发动机的经济性、动力性和排放指标。