功率超声珩磨磨削区空化声场的建模与仿真研究

通过建立Φ47功率超声珩磨磨削区流体-结构耦合声场的理论模型,采用ANSYS有限元分析软件对磨削区的空化声场进行了仿真分析,得出磨削区二维、三维空化声场的分布情况和声压幅值,并利用超声波功率测量仪对磨削区的空化声场进行模拟实验测量。结果表明:在谐振频率18.6 kHz下,声场主要集中在油石的中部,二维和三维声场的声压最大值分别为1.39 MPa和1.47 MPa,与实验测得声压最大值1.3 MPa在同一个数量级,为进一步研究功率超声珩磨空化效应提供理论和实验的基础。

功率超声珩磨磨削区单空化泡动力学及其辐射声场

功率超声珩磨加工过程中会在磨削区产生大量的空化泡,空化泡在磨削区的振动以及空化泡溃灭时释放出的冲击压力是诱发功率超声珩磨切削颤振的重要因素之一.以磨削区单个空化泡为研究对象,运用Rayleigh方程的推导方法,结合空化泡动力学及超声珩磨的基本理论,建立了磨削区单个空化泡的动力学模型和辐射声压模型,并对其进行了数值模拟.结果表明:磨削区空化泡在极短的时间内历经了生长、溃灭的过程;对于磨削区较小的空化泡,其初始半径越大,距离空化泡的距离越近,单个空化泡辐射的声压值就越大.