基于水导激光加工的微孔内水流特征研究
文献类型：期刊论文
| 作者 | 张正; 徐子法; 王玉峰; 张文武 |
| 刊名 | 中国机械工程学会特种加工分会
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| 出版日期 | 2017 |
| 页码 | 1 |
| 关键词 | 水导激光 微水流 Comsol 流场 |
| 产权排序 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所; |
| 英文摘要 | 激光加工技术在现代工业发展中扮演者着越来越重要的角色,虽然普通激光加工技术较传统的机械加工有着较大的优势,但是它在加工上仍然有加工热影响区大、加工熔渣及熔融物多等缺陷。为了解决这些问题,一些将激光与其它加工方式复合的加工方法相继产生。其中水导引激光加工技术以其优异的加工性能得到许多研究者的青睐,此项技术将激光加工技术与水射流加工技术复合,原理类似于激光在光纤中的传播原理,利用激光在水束中全反射形成的高能流束进行加工,是激光加工技术的一个新的发展方向,基本上解决了热影响区、熔渣的问题,同时还提高了加工深度。现面临一个加工难题,当水流射入靶材孔内,由于水流直径相对靶材孔直径过大,会导致水流无法进入孔内,进而无法达到激光与水流耦合的条件,从而无法加工更深的小孔。本研究将基于水导激光加工特性,通过仿真模拟从喷嘴口射入高速水流到靶材孔内,得出靶材孔内的水流流场,进而得出喷嘴口直径与靶材孔直径合理的比值关系。此次仿真模拟为水导激光加工深孔提供基础理论,合理的经验结论能够提高水导激光加工性能。本次研究采取COMSOL仿真软件进行流体动力学仿真,仿真数学模型采取单向流湍流k-ε模型,求解过程采取稳态求解,流体材料为纯净水,不可压缩连续流体,运动动粘度系数10~(-3)m~2/s,温度为室温。网格划分为自由剖分三角形网格,模拟从喷嘴口射入直径0.38mm,初始速度20m/s微水流到小孔内的流场,通过改变孔径与喷嘴口直径比值大小及喷嘴口与靶材间距大小,仿真结果表明:当小孔孔径与喷嘴口直径比值达到4及以上,水流能较好的射入小孔底部,但是小孔底部边缘会形成滞止区,能达到水导激光工作的条件,且能及时冲刷加工熔渣,从而能加工更大孔深的小孔。当喷嘴口与靶材间距增大时,进入小孔内的水柱直径变大,激光不能较好的与水流耦合,能量有所衰减,但此时小孔底部边缘处滞止区消失,小孔内能形成较大范围的水流流动,提高了熔渣的去除效率。 |
| 公开日期 | 2018-12-04 |
| 源URL | [http://ir.nimte.ac.cn/handle/174433/16635]  |
| 专题 | 2017专题 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张正,徐子法,王玉峰,等. 基于水导激光加工的微孔内水流特征研究[J]. 中国机械工程学会特种加工分会,2017:1. |
| APA | 张正,徐子法,王玉峰,&张文武.(2017).基于水导激光加工的微孔内水流特征研究.中国机械工程学会特种加工分会,1. |
| MLA | 张正,et al."基于水导激光加工的微孔内水流特征研究".中国机械工程学会特种加工分会 (2017):1. |
入库方式： OAI收割
来源：宁波材料技术与工程研究所
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