Анализ взаимодействия гидроабразивной струи с внутренней поверхностью канала фокусирующего сопла

Рассмотрен анализ взаимодействия гидроабразивной струи с внутренней поверхностью канала фокусирующего (струеформирующего) сопла. Разработана физико-математическая модель данного процесса. Определены зависимость набора скорости абразивной частицей от ее размера и влияние расстояния между частицами абразива на его движение внутри канала фокусирующего сопла. Проведено сравнение параметров движения частиц абразива внутри канала сопла в двух- и трехмерном представлении. Полученные результаты позволяют проанализировать причины и оценить характер износа внутреннего канала сопла. Данные теоретических исследований и математического моделирования могут быть использованы в качестве основы для дальнейшего решения проблемы, связанной с увеличением срока службы фокусирующего насадка путем применения новых конструкторско-технологических решений, в частности путем изготовления фокусирующего сопла слоистой структуры и уменьшения времени приработки сопла в процессе эксплуатации.

Литература

[1] Степанов Ю.С., Барсуков Г.В. Современные технологические процессы механического и гидроструйного раскроя технических тканей. Москва, Машиностроение, 2004, 239 с.

[2] Степанов Ю.С., Бурнашов М.А., Головин К.А. Прогрессивные технологии гидроструйного резания материалов. Тула, Изд-во ТулГУ, 2009. 318 с.

[3] Ерухимович Ю.Э. Математическое моделирование и совершенствование метода расчета эффективности процесса резания горных пород гидроабразивным инструментом. Автореф. дис. … канд. техн. наук. Тула, 1999. 17 c.

[4] Martin P. Handbook of Deposition Technologies for Films and Coatings. Estimated Delivery Time, 2009. 936 p.

[5] Kennedy D.M., Hashmi M.S.J. Methods of wear testing for advanced surface coatings and bulk materials. Journal of Materials Processing Technology, 1998, vol. 300, iss. 3–4, pp. 246–253.

[6] ANSYS. URL: http://www.ansys.com (дата обращения 12 марта 2014).

[7] Maniadaki K., Kestis T., Bilalis N., Antoniadis A. A finite element-based model for pure waterjet process simulation. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2007, vol. 31, pp. 933–940.

[8] Mabrouki T., Raissi K., Cornier A. Numerical simulation and experimental study of the interaction between a pure high-velocity waterjet and targets: contribution to investigate the decoating process. Wear, 2000, vol. 239, pp. 260–273.

[9] Mabrouki T., Raissi K. Stripping process modelling: interaction between a moving waterjet and coated target. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2002. vol. 42, pp. 1247–1258.

[10] Герасимова А.М., Колпаков В.И. Численное моделирование движения абразивных частиц в фокусирующем насадке. Молодежный науч.-техн. вестник, 2013, № 11. URL: http://sntbul.bmstu.ru/doc/637101.html (дата обращения 19 мая 2015).

[11] Герасимова А.М., Ефимова С.А., Прохорова А.М., Колпаков В.И. Особенности физико-математической постановки и численного решения типовых задач гидроабразивной резки различных материалов. Инженерный вестник, 2014, № 1. URL: http://engbul.bmstu.ru/issue/679386.html (дата обращения 21 мая 2015).

[12] Тарасов В.А., Колпаков В.И., Королев А.Н., Баскаков В.Д. Численное моделирование процесса струйно-динамической промывки деталей с глухими отверстиями. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2011, № 4(85), c. 34–41.