基于混合射流中的单颗粒子清除汽车漆层分析

以汽车塑料件表面的漆层为研究对象,利用ABAQUS软件中单元删除技术和插入Cohesive单元层方法建立有限元模型。在仿真过程中控制颗粒粒径、内聚能、冲击速度,比较漆层的去除率、冲击达到的深度、冲击动能的情况。结果表明,当2 mm粒径颗粒以40 m/s的速度冲击漆层模型时,冲击点下方Cohesive单元两侧的位置受到剪应力和压应力作用最先出现损伤,竖直方向应力随时间传递到基体内部;Cohesive单元内聚能越大,漆层与基体之间越难以出现分层;组合不同粒径和速度参数研究后发现,当颗粒粒径为0.8~1、1.4~1.6和2 mm,速度分别大于55、40、30 m/s时,冲击深度可超过0.15 mm漆层厚度,到达基体表面。统计损伤的单元数量和体积后发现,粒径分别为1.4、1.6、2 mm的颗粒在速度达到55、45、40 m/s后,除漆率超过4%,粒径和速度组合越大,除漆效果越明显,但是,在实际处理时应选择合适的入射速度和粒径,防止过大的入射速度导致成本增加和基体损伤。