Особенности гидроабразивной резки под водой

Авторы: Бондарев И.С., Петров А.А.
Опубликовано в выпуске: #6(23)/2018
DOI: 10.18698/2541-8009-2018-6-325
Раздел: Машиностроение и машиноведение | Рубрика: Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки
Ключевые слова: струеформирующий насадок, гидроабразивная струя, кавитация, скорость резания, математическое моделирование
Опубликовано: 13.06.2018

Работа посвящена исследованию функционирования гидроабразивного тракта в условиях работы под водой. Разработана физико-математическая модель процесса формирования и последующего движения гидроабразивной струи в окружающее водное пространство под действием давления с учетом кавитации жидкости. Представлены результаты параметрического исследования особенностей формирования высокоскоростной струи в зависимости от конструктивных параметров струеформирующего тракта, полученные с использованием программного комплекса ANSYS/AUTODYN. Установлено, что путем изменения геометрической формы насадка можно существенно снизить расход рабочего тела и увеличить эффективную длину движущейся в воде струи. Показано, что противодавление окружающей среды подавляет процесс кавитации в струе, что делает струю более стабильной.

Литература

[1] Mithilesh K.G., Sanjay S. Computational optimization of water jet machining: effect of nozzle convergence angle. International Journal of Recent Trends in Engineering & Research, 2017, vol. 3, no. 5, pp. 454–462.

[2] Гусев В.Г., Петухов Е.Н., Вуколов А.М. Анализ течения рабочей жидкости через сопло гидрорезной установки в программе ANSYS. Известия ТулГУ. Технические науки, 2012, № 1, с. 260–266.

[3] Stijn D., Korneel V.M., Kirsten B. Real-time underwater abrasive water jet cutting process control. EuroNoise, 2015. URL: https://lirias.kuleuven.be/bitstream/123456789/499858/1/000339.pdf (дата обращения 24.03.2018).

[4] Иванов В.В., Решетников М.К. Компьютерное имитационное моделирование процесса гидроабразивного резания. Вестник СГТУ, 2015, т. 2, № 1(79), с. 46–49.

[5] Анисимов П.Д., Колпаков В.И. Особенности математического моделирования гидро- и гидроабразивной обработки деталей из труднообрабатываемых материалов. Молодёжный научно-технический вестник, 2016, № 9. URL: http://sntbul.bmstu.ru/doc/848937.html.

[6] Орленко Л.П., ред. Физика взрыва. Т. 2. Москва, Физматлит, 2004, 656 с.

[7] Бабкин А.В., Колпаков В.И., Охитин В.Н., Селиванов В.В. Численные методы в задачах физики быстропротекающих процессов. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006, 520 с.

[8] Колпаков В.И. Математическое моделирование функционирования взрывных устройств. Машиностроение и компьютерные технологии, 2012, № 2. URL: http://www.technomag.bmstu.ru/doc/334177.html.

[9] Абашин М.И., Галиновский А.Л., Бочкарев С.В., Цаплин А.И., Проваторов А.С., Хафизов М.В. Моделирование ультраструйного воздействия для контроля качества покрытий. Физическая мезомеханика, 2015, т. 18, № 1, с. 84–89.

[10] 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://engsi.ru/doc/671120.html.

[11] ANSYS. URL: http://www.ansys.com (дата обращения 06.05.2018).

[12] Барзов А.А., Галиновский А.Л., Абашин М.И. Факторная модель ультраструйной гидроэрозии. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2012, № 10, c. 63–68.

[13] Тарасов В.А., Галиновский А.Л. Проблемы и перспективы развития гидроструйных технологий в ракетно-космической технике. Инженерный журнал: наука и инновации, 2013, № 3. URL: http://engjournal.ru/catalog/machin/rocket/636.html.