Сравнительный анализ производительности гидро- и гидроабразивной прошивки отверстий

Авторы: Бондарев И.С., Петров А.А.
Опубликовано в выпуске: #2(31)/2019
DOI: 10.18698/2541-8009-2019-2-441
Раздел: Машиностроение и машиноведение | Рубрика: Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки
Ключевые слова: гидроабразивная струя, гидроструя, прошивка, математическая модель гидроабразивной суспензии, критерии разрушения обрабатываемого материала, численное моделирование процесса, давление, скорость
Опубликовано: 15.02.2019

Разработана физико-математическая модель процесса резания листового материала и представлены результаты параметрического исследования эффективности резания материала гидро- и гидроабразивной струей деталей из АМг6 толщиной 10 мм в зависимости от ее скорости и массовой концентрации абразива, полученные с использованием программного комплекса ANSYS/AUTODYN. Установлено, что путем увеличения скорости струи без абразива до 1180 м/с можно повысить эффективность резания, оцениваемую временем прошивки материала, до значения, сравнимого с ее значением при обработке гидроабразивной струей при скорости 800 м/с и массовой концентрации гранатового песка 5 %, что приводит к увеличению ресурса струеформирующего тракта. Показано, что необходимого повышения скорости, реализуемого увеличением давления на входе установки, можно достичь с помощью современных насосов.

Литература

[1] Абашин М.И., Саркисов П.И. Применение гидроабразивного резания для освобождения пострадавших в ДТП. Наука и образование: научное издание, 2011, № 8. URL: http://technomag.edu.ru/doc/224593.html

[2] Perec A. Abrasive suspension water jet cutting optimization using orthogonal array design. Int. Conf. Manufacturing Engineering and Materials, 2016, vol. 149, pp. 366–373. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.06.680 URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877705816311936

[3] Syazwani1 H., Mebrahitom G., Azmir A. A review on nozzle wear in abrasive water jet machining application. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2016, vol. 114, art. 012020. DOI: 10.1088/1757-899X/114/1/012020 URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/114/1/012020

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

[5] Герасимова А.М., Ефимова С.А., Прохорова А.М. и др. Особенности физико-математической постановки и численного решения типовых задач гидроабразивной резки различных материалов. Инженерный вестник, 2014, № 1. URL: http://engsi.ru/doc/671120.html

[6] Тарасов В.А., Галиновский А.Л. Проблемы и перспективы развития гидроструйных технологий в ракетно-космической технике. Инженерный журнал: наука и инновации, 2013, № 3. DOI: 10.18698/2308-6033-2013-3-636 URL: http://engjournal.ru/catalog/machin/rocket/636.html

[7] Орленко Л.П., ред. Физика взрыва. Т. 2. М., Физматлит, 2004.

[8] Бабкин А.В., Колпаков В.И., Охитин В.Н. и др. Численные методы в задачах физики быстропротекающих процессов. Т. 3. М., Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006.

[9] Колпаков В.И. Математическое моделирование функционирования взрывных устройств. Наука и образование: научное издание, 2012, № 2. URL: http://engineering-science.ru/doc/334177.html

[10] Abdel-Rahman A. A closed-form expression for an abrasive waterjet cutting model for ceramic materials. Int. J. Math. Models Methods Appl. Sci., 2011, vol. 5, pp. 722–729.

[11] ANSYS. URL: http://www.ansys.com (дата обращения: 12.11.2018).